Les modèles mécanistiques offrent un cadre quantitatif pour la compréhension et l’optimisation des bioprocédés, mais leur application aux cultures microbiennes en contexte industriel demeure limitée en raison de la complexité des phénomènes biophysiques sous-jacents. Dans ce travail, nous présentons un modèle mécanistique avancé des cultures d’Escherichia coli intégrant les phénomènes de transport membranaire, les réactions métaboliques intracellulaires et la dynamique de division cellulaire. Le modèle prédit l’influence de paramètres clés du procédé, notamment la composition du milieu, la stratégie d’alimentation, le pH et la température, sur la croissance de la biomasse, la cinétique de formation du produit et l’évolution temporelle des concentrations de métabolites tels que le glucose, le glutamate, l’acétate, le formate et l’ammoniac. Le développement et la validation du modèle se sont appuyés sur un jeu de données expérimentales généré par Sanofi dans le cadre du projet CALIPSO, permettant une estimation robuste des paramètres et des analyses de scénarios. Cette étude de cas démontre la capacité de la modélisation mécanistique à reproduire des comportements complexes de bioprocédés et met en évidence son potentiel pour orienter l’optimisation numérique des procédés dans l'industrie biopharmaceutique.
