La biofabrication de demain : ce que le passé peut nous apprendre

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Lorsque la biotechnologie moderne a commencé à se développer en Suisse à la fin des années 1970 et au début des années 1980, il n’existait pas encore d’écosystème dédié aux start-ups biotechnologiques. En revanche, la Suisse disposait d’un atout aujourd’hui difficile à trouver : une installation pilote librement accessible, dans laquelle les processus biologiques pouvaient être transposés à une échelle de l’ordre du mètre cube à partir du laboratoire. Face aux défis actuels liés à la mise à l’échelle, il est donc intéressant de jeter un regard en arrière.

Tout a commencé en 1982 avec la création de la première chaire suisse de biotechnologie. Sur le Hönggerberg , le professeur Armin Fiechter et son équipe exploitaient une installation pilote de biotechnologie d'une polyvalence exceptionnelle pour l'époque. Celle-ci alliait expertise scientifique, collaboration avec l'industrie et infrastructures dédiées au développement de procédés et à la mise à l'échelle. L'équipement couvrait plusieurs ordres de grandeur :

Cette infrastructure était bien plus qu'un simple équipement de laboratoire universitaire. Elle a créé un lieu où la recherche pouvait être transposée en processus industriels. Une grande partie de l'infrastructure a été financée par des fonds publics. La recherche sous contrat et l'étroite collaboration avec l'industrie ont à la fois contribué à son fonctionnement et assuré un afflux continu de projets pertinents. La capacité de Fiechter à décrocher des projets industriels et à obtenir les fonds nécessaires au fonctionnement a également joué un rôle décisif. C’est ainsi que cette impressionnante installation pilote a pu être maintenue en activité pendant de nombreuses années. C’est précisément la combinaison de l’expertise scientifique, de l’infrastructure pilote, de la collaboration industrielle et de l’esprit d’entreprise qui a permis de combler le fossé entre la recherche en laboratoire et l’application industrielle.

Exemples tirés des années 1980

Dans l'installation pilote d'Armin Fiechter, de nombreux procédés de production ont été transposés avec succès à plus grande échelle. Parmi ceux-ci figurait la fabrication d'interféron-α à l'aide d'une souche recombinante d'E. coli mise au point par le professeur Charles Weissmann. Sous la direction du professeur Armin Fiechter, le procédé a été porté à une échelle de 3 000 litres. L'installation a également permis la mise à l'échelle de procédés plus complexes, comme la production du tensioactif rhamnolipide. En collaboration avec la société Ciba-Geigy AG, l'institut a par ailleurs élaboré des critères de conception pour des bioréacteurs destinés à la culture à grande échelle de cellules de mammifères.

Un nouveau défi dans le cadre de la montée en puissance

Un demi-siècle plus tard, la biotechnologie compte parmi les principaux atouts économiques de la Suisse. En 2025, les industries chimique, pharmaceutique et des sciences de la vie représentaient plus de la moitié des exportations suisses. À elles seules, les protéines thérapeutiques, les vaccins, les thérapies cellulaires et autres produits immunologiques représentaient près de 20 % du total des exportations et ont apporté 57,4 milliards de francs à l'économie suisse.

La prochaine vague de développement de la biotechnologie s'étend toutefois bien au-delà du secteur de la santé. Les procédés biologiques sont de plus en plus développés pour l’alimentation, les matériaux, les produits chimiques, l’énergie et les applications environnementales. Cela nécessite un éventail technologique plus large, comprenant notamment la fermentation en milieu gazeux, la fermentation sur milieu solide et la fermentation phototrophique, ainsi que des procédés plus intégrés et fonctionnant en continu.

Le défi ne consiste donc pas seulement à développer de nouvelles approches biologiques. Il est essentiel d’en faire des procédés industriels robustes et économiquement viables. C’est précisément là que l’accès à une infrastructure pilote adaptée revêt une importance capitale.

Quelles infrastructures pilotes existe-t-il aujourd’hui en Suisse ?

La Suisse dispose d’un savoir-faire important et de plusieurs installations qui facilitent cette transition du laboratoire vers des échelles plus grandes.

  • The Cultured Hub, fondé par Bühler, Givaudan et Migros, propose une infrastructure dédiée à l’agriculture alimentaire et cellulaire, avec des capacités pouvant atteindre 1 000 litres.
  • La HES-SO exploite des installations pilotes de biotechnologie d’une capacité supérieure à 300 litres.
  • La ZHAW dispose d’installations pilotes dédiées à la biotechnologie et à la fermentation alimentaire.
  • Agroscope propose des infrastructures de laboratoire et des installations pilotes de petite taille, ainsi qu’un savoir-faire, notamment en matière de culture d’algues.
  • La SUPSI et la ZHAW ont développé conjointement une installation pilote mobile de biogaz anaérobie d’un volume de 500 litres.

Ensemble, ces installations constituent une base précieuse. Ce qui semble toutefois faire défaut, c’est une infrastructure de bioprocédés largement accessible et utilisable de manière flexible à l’échelle du mètre cube, en particulier pour les procédés qui vont au-delà de la production pharmaceutique établie.

La question se pose donc de savoir si la Suisse a besoin d’une nouvelle génération d’installations de mise à l’échelle (scale-up) à usage commun. Il ne s’agit pas simplement de reproduire l’installation pilote de l’ETH des années 1980. La biofabrication moderne est nettement plus diversifiée, et aucun concept de réacteur unique ne convient à toutes les applications. L’idée fondamentale de l’époque reste toutefois d’actualité : associer infrastructure, expertise scientifique et coopération industrielle au sein d’un écosystème commun. Cela permet de transformer une diversité croissante de processus et de produits biologiques issus du laboratoire en applications économiquement viables, évolutives et pertinentes sur le plan industriel.

La manière dont la Suisse peut continuer à renforcer cet écosystème fait l’objet de discussions au sein de la plateforme thématique « Biotechnologie » de la SATW. Celle-ci rassemble des acteurs issus de la recherche, de l’industrie et d’autres organisations concernées. Toute personne souhaitant participer à la discussion est la bienvenue de nous contacter à tout moment.

Contributeur·rice·s

Rôle Titre + Nom
Texte par Hans-Peter Meyer