Un bioprocédé utilise des cellules vivantes ou des enzymes pour produire un produit désiré. Il est le moteur de la bioproduction. Les cellules peuvent être des bactéries produisant de l'insuline, des levures produisant de l'éthanol ou des cellules de mammifères produisant des anticorps. Les enzymes peuvent être des amylases pour les détergents ou des cellulases pour les biocarburants. Le produit peut être un médicament, un ingrédient alimentaire, un produit chimique ou un carburant.

Les bioprocédés comportent plusieurs étapes. Le biocatalyseur, qu'il s'agisse de cellules ou d'enzymes, réalise la réaction. La matière première est fournie par l'alimentation. Le bioréacteur assure le contrôle de l'environnement. L'étape de purification en aval assure la purification du produit. Chaque étape doit être optimisée en termes de rendement, de coût et de qualité. De faibles variations de température, de pH ou de concentration en nutriments peuvent avoir des conséquences importantes.

Les bioprocédés sont souvent plus durables que les procédés chimiques. Ils fonctionnent à des températures et des pressions plus basses, utilisent des matières premières renouvelables et produisent moins de déchets dangereux. Cependant, ils ne sont pas systématiquement écologiques. Ils consomment de l'eau et de l'énergie et génèrent des déchets de biomasse. Une analyse du cycle de vie est nécessaire pour confirmer leurs avantages.

Ce domaine est en pleine expansion, les industries recherchant des alternatives biologiques à la synthèse chimique. Le défi réside dans la mise à l'échelle et le coût. Un procédé fonctionnel en laboratoire doit pouvoir fonctionner de manière fiable et économique dans une cuve de 100 000 litres. C'est là que le génie des bioprocédés prend tout son sens.