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Équipe Procédé, Structure, Fonctionnalité

Nous adoptons une approche interdisciplinaire pour observer et comprendre les liens entre les échelles de comportement, depuis les propriétés moléculaires des constituants jusqu’aux fonctionnalités macroscopiques des matrices alimentaires en tenant compte de la performance globale des procédés de transformation.

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Cécile LE FLOCH-FOUERE
cecile.lefloch-fouere@institut-agro.fr

 

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Stéphane PEZENNEC
stephane.pezennec@inrae.fr

 

Nos objectifs

Nos molécules de prédilection sont les protéines, et nous nous intéressons aussi à leur interaction avec d'autres familles de molécules.

Nos recherches portent sur :

  • les déterminants moléculaires et les mécanismes d'assemblage supramoléculaire et de séparation de phases ;
  • les propriétés (interactions, pression osmotique, réversibilité, stabilité, transition sol-gel …) des systèmes colloïdaux concentrés mis en jeu dans diverses opérations unitaires (filtration, concentration par évaporation, séchage) ;
  • les liens entre les variables opératoires (procédé – produit) et les performances des procédés alimentaires ;
  • l'optimisation de la conception, de la conduite et de l’enchaînement des opérations unitaires de transformation, et l’évaluation des impacts environnementaux correspondants.
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Notre stratégie

Nos questions de recherche génériques et mécanistiques s’enrichissent et se nourrissent des problématiques technologiques et sont abordées en développant nos travaux à différentes échelles, du moléculaire au macroscopique, et en alternant systèmes modèles et réels, de façon à :

  • explorer les principaux mécanismes moléculaires et supramoléculaires (interactions, assemblages, séparation de phases) à l’origine du comportement macroscopique des protéines alimentaires ;
  • identifier, quantifier et modéliser les mécanismes physico-chimiques impliqués dans les transitions d’état subies par les matrices laitières au cours des opérations de concentration et « déconcentration » ;
  • découpler les opérations unitaires d’un itinéraire technologique laitier et fromager afin de contrôler et d’optimiser les propriétés de ces matrices ;
  • développer des approches d’aide à la conception et à la conduite des procédés mettant en œuvre des approches multicritères ;
  • capitaliser ces connaissances, dans une approche prédictive, pour des procédés conciliant performances, impacts environnementaux et qualités des produits.

Nos expertises

Les compétences disciplinaires que l'équipe mobilise relèvent :

  • du génie des procédés,
  • de la biochimie et de la physicochimie,
  • de la rhéologie,
  • de la physique de la matière molle appliquée aux matrices alimentaires,
  • de la science et technologie laitière.

Équipe

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Technicien.ne.s/Assistant.e.s ingénieur.e.s : Françoise BOISSEL, Valérie BRIARD-BION, Thomas CANIQUIT, Jean-Jacques DUBOIS, Anne DOLIVET, Pascaline HAMON, Fabienne LAMBROUIN, Nadine LECONTE, Pascal LECOUILLARD, Arlette LEDUC

Ingénieur.e.s : Gilles GARRIC, Emeline GOUSSÉ, Fanny GUYOMARC’H, Mélanie MUNCH, Florence ROUSSEAU, Gaëlle TANGUY, Anny VIVAS-ABRIL

Scientifiques : Ghazi BEN MESSAOUD, Saïd BOUHALLAB, Thomas CROGUENNEC, Juliane FLOURY, Geneviève GÉSAN-GUIZIOU, Romain JEANTET, Luca LANOTTE, Valérie LECHEVALIER, Jeehyun LEE, Cécile LE FLOCH-FOUÉRÉ, Maksym LOGINOV, Stéphane PEZENNEC

Thèses et Post-docs en cours

  • BATALHA DE SOUZA Gabriel (Post-doc, avril 2026 - septembre 2027) : ANR JCJC MARACAS. Encadrement: LEE Jeehyun/CROGUENNEC Thomas
  • ALMEIDA Jaqueline (Thèse, novembre 2025 - août 2026) : CAPES-COFECUB LacFree. Encadrement : GOUSSE Emeline.
  • CORDIN Ulysse (Thèse)-Encadrement : FLOURY Juliane/GESAN-GUIZIOU Geneviève/GUYOMARC'H Fanny. Début de thèse : 2025. "Prise en compte du changement d'échelle dans l'évaluation environnementale des procédés de transformation agroalimentaires"
  • BARBOSA Letícia (Thèse, septembre 2025- juin 2026): CAPES-COFECUB LacFree. Encadrement : TANGUY Gaëlle.
  • MOREL Johanna (Thèse)-Encadrement : CROGUENNEC Thomas/JEANTET Romain/LANOTTE Luca/BEN MESSAOUD Ghazi/PEZENNEC Stéphane. Début de thèse : 2025. "Optimisation de la performance énergétique des procédés de fabrication d'ingrédients laitiers"
  • JAGOREL Gabrielle (CDD, 2024–2026) : projet ANR Veg&Lait, Encadrement : GUYOMARC’H Fanny
  • LE FOLL Rozenn (Post-doc, 2024–2025) : projet Calaccess, Encadrement : DUPONT Didier/CROGUENNEC Thomas
  • OUYANG Rui (Thèse)-Encadrement : LE FLOCH-FOUERE Cécile/LANOTTE Luca. Début de thèse : 2024. "Exploration multi-échelle de la dynamique de séchage de colloïdes laitiers et de leur réhydratation (DRYMAP) "?
  • RABESOLONIRINA Tanjona (Thèse) 2024 -Encadrement : LE FLOCH-FOUERE Cécile."Par quels mécanismes les états de surface des moules et des caillés affectent-ils l’adhérence au cours de la fabrication fromagère ?"
  • JUSTE Erik (Thèse)-Encadrement : CROGUENNEC Thomas/LEE Jeehyun. Début de thèse : 2023. Poster: How whey protein aggregates interfer on milk enzymatic and acid gelation?

Projets

VEG&LAIT : Le projet VEG&LAIT vise la co-construction d’une mini-filière de desserts mixtes à base de lait et de légumineuses, produits et transformés en circuit court pour concilier autonomie, qualités gustatives et nutritives, préservation de l’environnement et entretien d’un lien étroit avec les consommateurs et consommatrices. Il a démarré en mars 2024 pour 5 ans et bénéficie de la subvention ANR-23-PLEG-0006 versée par l’Agence Nationale de la Recherche pour le plan d’investissement France 2030. Cinq unités de l’INRAE y sont engagées (Agronomie, CSGA, ETTIS, SECALIM et STLO) avec Invitation à la Ferme, Terres Inovia et Valorex, et l’appui de l’Association LEGGO.

DIMEMPRO (2022-2025) : Stratégie de dimensionnement pour une conception optimisée des procédés à membranes. DIMEMPRO est un projet financé par le CARNOT QUALIMENT. Il vise à développer une méthodologie raisonnée de dimensionnement des opérations à membranes en vue d’optimiser la conception multi-critères de procédés du secteur laitier.

FLait : Modélisation de la transmission des protéines sériques pendant la microfiltration de lait écrémé – Thèse cofinancée par le département INRAE-TRANSFORM et la Région Bretagne.

TEX'AS : Par quels mécanismes les agrégats de protéines de lactosérum affectent les propriétés de coagulation du lait. Ce projet étudie le rôle d'agrégats protéiques sur les caractéristiques des gels de lait et sur les mécanismes de gélification. Thèse d'Erik Juste. Financement : CIFRE.

Dans ce dossier

des particules formes blanches ou grisées sur fond noir

Procédé innovant pour former des microparticules

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Nous avons trouvé un moyen de produire des microparticules susceptibles de remplacer l’amidon dans les aliments texturés, en chauffant des protéines à l’état sec. Ce procédé innovant permet de générer des microparticules contenant peu de protéines et beaucoup d’eau, et ainsi d’agir à la fois sur la texture et les apports nutritionnels. Dans cette étude, nous recherchons les mécanismes de formation de ces particules.

Draainge tools

Chauffage du lait : quels effets sur l'égouttage du gel présure-acide ?

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Les gels acide-présure tels que le « fromage frais », le « petit-suisse » ou le cream cheese sont très appréciés des consommateurs pour leurs bonnes propriétés nutritionnelles. Ils sont fabriqués par coagulation du lait par la présure et les bactéries lactiques, puis égouttage du gel acide. Une meilleure compréhension du mécanisme de leur égouttage est indispensable pour maîtriser et contrôler la fabrication et la qualité de ces fromages.

Photo d'un élément du synchotron, localisé à Grenoble à l’European Synchrotron Research Facility

Le jour le plus long à l’ESRF

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Une équipe de cinq personnes de STLO, menée par Ghazi Ben-Messaoud et Thomas Croguennec, de l'équipe PSF, ont rejoint Julien Bauland (ex-doctorant de STLO) et Thomas Gibaud (son encadrant post-doctoral à l’École Nationale Supérieure de Lyon) à l’European Synchrotron Research Facility de Grenoble, du 10 au 14 avril derniers.

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SEAMPL : un logiciel pour la prise en compte des impacts environnementaux lors de la conception de systèmes de réemploi des emballages

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L'ACV (Analyse du Cycle de Vie), est une méthode qui permet d'évaluer les impacts environnementaux d'un produit ou service. Elle prend en compte toutes les étapes depuis l'extraction des matières premières jusqu'à la fin de vie, comme la production, la transformation, le transport, l'utilisation du produit et le traitement des déchets (recyclage ou élimination). Dans le cadre du projet européen FAIRCHAIN, le cas d’étude Français visait le développement d’une boisson fermentée à base de lactosérum de fromagerie peu ou pas valorisé jusqu’alors. Le logiciel d’ACV simplifiée SEAMPL a été développé afin d’aider les acteurs du réemploi, partenaires du projet, à choisir le meilleur scénario de distribution de cette boisson en bouteilles réemployées.

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Comment répartir les impacts environnementaux entre les coproduits dérivés du lait ?

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L'alimentation contribue de manière significative à l'impact de l'Humain sur l'environnement. Il est essentiel de disposer de méthodes appropriées pour quantifier cet impact afin de mettre en place des actions correctives et d'en assurer le suivi. La transformation représente moins de 5 % de l'impact global des systèmes alimentaires, mais elle est essentielle à la durabilité. Alors que la production agricole de denrées telles que le lait génère plus de 75 % des impacts environnementaux dus à l'alimentation, la transformation permet d'éviter le gaspillage et la détérioration des aliments, au détriment des ressources en énergie et en eau. Les processus industriels impliquent souvent le fractionnement de la denrée en coproduits, entre lesquels ces impacts environnementaux doivent être partagés.

Surficial whey protein deposits under shear

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The effect of shear stress on the accumulation of whey protein deposits at a liquid/solid interface is linked to their unfolding and aggregation. Understanding these phenomena is essential to deal with critical and costly industrial issues occurring at the bulk solution/surface interface, such as the formation of a fouling layer during heat treatment and or concentration by evaporation.

The casein micelle

How does cheese manufacture begin?

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Cheese manufacture begins with a specific hydrolysis of one protein of milk, a casein, that is located at the surface of a macrostructure called the casein micelle. After the hydrolysis, the casein micelles aggregate and form a gel that is cut in pieces to induce whey release. The concentrated gel pieces are then put together to form a curd. As casein gel properties such as its firmness and its ability to drain are extensively dependent on the mineral composition of casein micelles, we have changed this composition and observed the effect on gel properties

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Mixed dairy-plant products: “I find this is a good idea but… I cannot say why…” – Putting words on a new type of food

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Reducing consumption of animal-based protein in favor of plant-based protein in Western diets is a way to mitigate the pressure of our diet on the environment. However, consumers may find it challenging to re-balance their diet. In particular, milk substitution is difficult to some consumers, for nutritional and sensory reasons. New products that mix dairy- and plant-based components could be an opportunity to familiarize consumers with plant-based products characteristics without requiring nutritional expertise

Infant formula

Protein structure, a lever for infant formula optimisation

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Infant formula is the most adequate substitute to human milk; however, due to the heat treatments applied during their manufacture for sanitary reasons, protein structures could be modified, with dramatic consequences on their digestion. In this study, we study the protein structures in 2 model infant formulaes.

Expert knowledge

Integration of expert knowledge in milk microfiltration optimization

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Optimizing a food process, such as microfiltration of skim milk is complex due to the large number and heterogeneity of requested variables as well as the lack of knowledge about the physical laws involved. Our objective was to integrate expert knowledge in the description of the influence relations between the variables and optimisation objectives of microfiltration, when scientifically established relations do not exist.

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Date de modification : 09 avril 2026 | Date de création : 25 octobre 2022 | Rédaction : stlo