Sciences et procédés des aliments et bioproduits - SPAB

Présidente : Sophie Landaud
Vice-présidents : Valérie Camel, Murielle Hayert, Sandra Helinck et Cristian Trelea
Responsable administratif et financier : Dominique Paillette

Le département SPAB positionne ses activités d’enseignement et de recherche dans la perspective générale des enjeux de la valorisation des ressources agricoles par leur transformation. Ses finalités concernent principalement l’alimentation humaine. Cependant le développement de travaux et de compétences sur les matières premières, les mécanismes et procédés de (bio)transformation et la caractérisation des fonctionnalités des bioproduits, l’a conduit logiquement à investir le champ de la transformation des ressources agricoles à tous les bioproduits, secteur en plein développement et qui constitue également un enjeu majeur en termes social, économique et environnemental.  

Le département a donc vocation à préparer les étudiants (ingénieurs, masters, post-masters et doctorants) et auditeurs (formation continue ou post-graduate) à la diversité des métiers de la transformation des produits naturels, à acquérir de nouvelles connaissances et à générer et développer des innovations pour contribuer à l’essor économique des filières concernées par la transformation. Pour ce faire, le département a choisi un positionnement adapté, d’une part pour aligner ses travaux de recherche avec ses activités de formation et dispenser des enseignements au meilleur niveau, et d’autre part pour mener des travaux de recherche de qualité en phase avec ses compétences et les moyens mobilisables (tant humains que matériels), y compris en unissant ses efforts à ceux de ses partenaires au sein des Unités de Recherche associées au département.

Aussi les thématiques du département sont centrées sur la transformation industrielle des agro-ressources vers les produits alimentaires et les bioproduits (cosmétiques, biomolécules pour la chimie, matériaux, énergie), et sur la maîtrise de la qualité des produits industriels dans toutes ses dimensions. 

Il contribue par ses activités à relever un défi sociétal majeur - la transition vers une bio-économie durable - en concentrant ses forces autour de deux grands enjeux (Horizon 2020) :  

• Proposer un secteur agro-alimentaire durable et compétitif pour une alimentation sûre et saine : transformer, distribuer et consommer de façon durable des produits pour une alimentation abordable ; prendre en compte la dimension culturelle de la qualité des aliments ; et enfin innover pour la santé, la compétitivité, la réduction de composants pétro-sourcés et de déchets ou l’émissions de gaz à effet de serre.

• Proposer des bio-raffineries durables et compétitives : développer des bio-raffineries de seconde et troisième générations ; générer de la valeur ajoutée par la valorisation des coproduits et optimiser la conversion de la biomasse et limiter les déchets. 

• 60 enseignants-chercheurs et ingénieurs AgroParisTech  
• 41 chercheurs et enseignants-chercheurs associés dans les UMR (INRAE, CNAM, Paris Sud)  
• 58 agents techniques (AgroParisTech, INRAE, CNAM et Paris Sud)  
• 55 doctorants et post-doctorants  

Le département SPAB forme les futurs diplômés (ingénieurs, masters et docteurs) ou des diplômés (post-masters, formation continue) aux savoirs et savoir-faires indispensables à la maîtrise de l’élaboration de produits et ingrédients de qualité à partir de matières premières agricoles et biologiques, et ceci à des fins alimentaires et non alimentaires. Il a également la volonté d’accompagner les étudiants dans des itinéraires personnalisés liés à une démarche entrepreneuriale ou à un intérêt pour la recherche. 

En 1re année du cursus ingénieur, le département SPAB coordonne les enseignements de tronc commun liés à la transformation (2 UE du bloc « Sciences de la Production et de la Transformation »). Il participe également aux enseignements de physique et de chimie (bloc « Sciences de l’Ingénieur et Modélisation Mathématique »). Il s’implique dans le module « Enjeux & Défis » de début d’année, et contribue à l’animation de neuf modules intégratifs :  

• Les perceptions sensorielles pour la conception de produit  
• La valorisation et la communication  
• La filière vini-viticole   
• Bioraffinerie agricole et forestière  
• Valorisation de la cellulose   
• Analyse énergétique et environnementale d’une filière agro-industrielle   
• Gestion et projet en secteur agroalimentaire : du produit agricole au produit alimentaire  
• L’eau : les enjeux liés à sa qualité   
• Bio-ingénierie des lipides : des gènes aux applications  

Il propose également une UE à choix : Création de produit et démarche de l’ingénieur.   

Enfin le département SPAB coordonne l’UE d’introduction au Domaine 2 : Vers l’élaboration d’un bioproduit à l’échelle industrielle - mise en œuvre d’un cas concret. 

Le département assure également en 2e année du cursus ingénieur, la très grande majorité des enseignements liés aux Domaine 2 : socle commun (5 UE) et modules optionnels liés au domaine (20 UE), notamment proposés dans le cadre de parcours pré-établis par l’établissement (deux parcours : « Ingénierie des aliments » et « Bioraffinerie - Chimie verte »). Il est également partie prenante d’enseignements liés au Domaine 4.  

En 3e année le département porte (en propre ou avec d’autres départements de l’école) cinq dominantes d’approfondissement :  

• Conception et le développement de produits (CDP)  
• Génie des procédés et la production (GPP)  
• Biotechnologies (BIOTECH)  
• Risques toxicologiques pour la santé des écosystèmes et de l’homme (Métatox). 
• Conception, Production Innovante et Usages de Produits Cosmétiques Durables (Cosm’Ethique)

Le département est également impliqué dans les formations de master proposées par AgroParisTech, soit en propre, soit en co-portage. Il pilote (avec le département SVS) la mention « Nutrition et Sciences des Aliments » (NSA) de la Graduate School BioSphera, avec la coordination du M1 NSA et de six parcours de M2, dont cinq gérés par le département : Ingénierie des Produits et des Procédés, Microbiologie et Génie Biologique, Analyse des risques sanitaires liés à l’alimentation, Toxicologie Environnement Santé et l’Erasmus Mundus  Food Innovation and Product Design (FIPDes). Il porte également, la mention Génie des Procédés et Bioprocédés proposée au sein de la Graduate School Science de l’ingénierie et des systèmes en partenariat avec l’École Centrale et  l’Université Paris Sud ; un  M1 « Génie des procédés » et deux parcours de M2 y sont proposés depuis la rentrée 2016,  le parcours « Procédés, Energie, Environnement » piloté par Université Paris Sud et « Procédés Biotechnologies Aliments » coordonné par AgroParisTech/SPAB. 

Enfin, le département est partie prenante de formations ouvertes à l’international. Le département SPAB est très impliqué dans l’animation et la réalisation de deux formations européennes : l’European Master degree in Food Studies (EMFS) en partenariat avec les universités de Cork, Lund et Wageningen et enfin il est impliqué dans le master Erasmus Mundus Biological and Chemical Engineering for a Sustainable Bioeconomy, coordonné par les départements SVS et SPAB. 

Au niveau « Executive », le département est pleinement engagé dans des Mastères Spécialisés : Masternova (Management de l’innovation dans les agro-activités et les bio-industries) et IPCI (Innovation Produits à l’interface Cuisine Industrie).  

Les enseignements du département sont pilotés par les groupes disciplinaires suivants : 

• Microbiologie  
• Génie des procédés– Modélisation  
• Sciences des aliments & bioproduits  
• Analyse sensorielle – Sensométrie – Etudes consommateurs  

Le département est associé à deux UMR AgroParisTech/INRAE (SayFood et MICALIS) et accueille également l’URD ABI (Agro Biotechnologies Industrielles) et la chaire de cosmétologie. Dans le cadre de ses activités d’innovation et transfert le département offre des structures diverses de RetD : halles technologiques, plateau FRECE, Food’Inn Lab, UMT. 
 

• L’UMR Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering (SayFood) est rattachée aux départements INRAE : Processus de transformation des matières organiques en aliments et produits bio-sourcés et valorisation des résidus de l’activité humaine (TRANSFORM), Microbiologie de la chaîne alimentaire (MICA) et Alimentation humaine (AlimH). Elle compte 121 permanents. Ce collectif, fortement pluridisciplinaire, rassemble des compétences en génie des procédés (mécanique, thermique, thermodynamique, génie de la réaction, génie microbiologique, simulation, automatique), microbiologie (ingénierie écologique, biochimie microbienne, biologie moléculaire), chimie et physico-chimie (science des aliments, chimie des matériaux, chimie analytique), sciences de la consommation (ingénierie sensorielle, modélisation des préférences, réalité virtuelle), modélisation et mathématiques appliquées. Cette UMR dispose d’une halle technologique qui est un dispositif de recherche, d’enseignement et de transfert dédiée aux opérations unitaires de transformations. Elle s’installe en 2022 sur le campus Agro Paris-Saclay sur une surface de 2360 m² avec une zone non-alimentaire (pilotes pour des productions de 20 à 200kg/h), une zone alimentaire (ligne produits laitiers/fromages ; ligne baking^[1] -produits céréaliers-cuisson ; ligne modulable) et une zone microbiologique (bioréacteurs de 2 à 7 L et séparateurs associés), d’équipements partagés (en ingénierie-instrumentation et en analytique en chimie, physique, physico-chimie), de simulateurs de procédés instrumentés et de clusters de calcul pour la simulation des procédés et de leurs conséquences sur les produits.*. Elle héberge enfin la plateforme logicielle pour l’analyse des signaux et leur traitement, l’intégration des données et des connaissances (PLASTIC) du département INRAE TRANSFORM. Les enjeux scientifiques de l’UMR SayFood visent à repenser l’ingénierie des aliments ou des bio- produits et des procédés pour développer les potentialités de nouveaux systèmes alimentaires durables (de la conception à la consommation). Ces recherches s’inscrivent dans un environnement scientifique francilien en évolution qui permet d’envisager des synergies originales allant de la production agricole à la distribution et la consommation, avec des enjeux de minimisation des impacts environnementaux dans une logique d’économie circulaire, comprenant également des liens avec la santé ou les politiques publiques. Ces recherches viendront en appui aux enjeux de recherche et de formation sur les systèmes alimentaires d’INRAE et d’AgroParisTech. Elles s’inscrivent dans les priorités thématiques du Document d’orientation #INRA2025, dans les schémas stratégiques des départements Transform et Mica d’INRAE et dans le schéma stratégique du département. L’unité contribuera également à la construction de l’ambition scientifique fédératrice collective entre unités INRAE et AgroParisTech en Ile-de-France, tout particulièrement sur l’axe « Sciences et Ingénierie de l’alimentation ». Ce pôle s’appuie sur des partenariats industriels solides et des collaborations à poursuivre avec différents acteurs.
• L’Institut Micalis : seule l’équipe Biofilms et Communautés Spatialement Organisées (B3D) de cette UMR accueille des membres du département SPAB. Celle-ci est rattachée au Pôle « Adaptation bactérienne et Pathogénèse » et comporte 8 permanents. L’équipe est adossée à la plateforme de microscopie et d’imagerie Mima2, hébergeant de nombreux équipements. Les compétences disciplinaires de l’équipe sont focalisées sur la microbiologie  dans des projets collaboratifs multidisciplinaires (modélisation, biochimie des aliments/produits, agronomie/élevage). Les thématiques scientifiques de l’équipe visent à comprendre les comportements bactériens au sein de systèmes structurés tridimensionnels, tels que des matrices alimentaires ou des biofilms sur des surfaces inertes. Dans ces systèmes complexes, la multitude de microenvironnements hétérogènes entraine une diversification des types cellulaires avec une grande variété de physiologies et de comportements à l’échelle individuelle dont il est primordial d’appréhender les contours pour mieux maitriser la sécurité sanitaire des produits. Ces études sont conduites à tous les niveaux de la chaine alimentaire, en production primaire (biocontrôle), lors de la transformation des produits (aliments / ateliers de production) et plus récemment dans le tube digestif.   
• L’URD ABI (Unité de Recherche et de Développement Agro-Biotechnologies Industrielle) dont le département assure la coordination. L’unité  est constituée d’un  Directeur et de 20 cadres scientifiques et est appuyée transversalement par une responsable du développement de projets européen, un business manager.  L’URD prend en charge des projets sur la valorisation de fractions lignocellulosiques ou de coproduits des industries alimentaires par voie chimique et biologique, la production de synthons par voie microbienne et la caractérisation des bioproduits ainsi synthétisés. L’impact et l’analyse économique de ces nouveaux développements fait aussi partie de ses préoccupations. L’URD dispose de locaux récents un bâtiment de 2 300 m2 (Centre Européen de Biotechnologie et de Bioéconomie) basé à Pomacle (près de Reims), partagé avec l’Ecole CentraleSupélec, l’Université Reims-Champagne-Ardenne (URCA) et Néoma Business School.  
• La chaire de cosmétologie installée récemment à Orléans (Campus de La Source), dans 1300m2 de locaux neufs (mis à disposition par la métropole d’Orléans). Elle est appelée à accueillir une équipe d’une dizaine de cadres scientifiques (actuellement 5 dont le directeur). Cette équipe a vocation à former les étudiants qui se destinent plus particulièrement vers le secteur des cosmétiques avec le démarrage en Septembre 2022 d’une nouvelle dominante de 3eme année d’ingénieur sur les différentes dimensions des métiers de la conception, la production et l’innovation des cosmétiques durables (Cosm’Ethique). Par ailleurs la chaire a accueilli cette année une UV à choix de 2e année et doit en accueillir trois l’an prochain. Une recherche pluridisciplinaire des cosmétique est prévue sur les problématiques qui concernent la mise au point de cosmétiques durable (Analyse sensorielle, formulation, génie des procédés, biologie de peau, microbiologie et chimie analytique).
• Un réseau de scientifiques qui travaillent dans le champ de la conception innovante, ouverte et distribuée au sein de systèmes alimentaires en transition vers plus de durabilité (IDEAS) ; la chaire d’Agriculture Urbaine AgroParisTech Risque sanitaire (projet Refuge), transformation locale et création de valeur, alimentation des populations vulnérables.
• Un groupe de travail inter-départements au sein d’AgroParisTech sur les comportements alimentaires (SPAB/SVS/SESG) ; projets IRS NutriPerso et H2020 Stop.