Face aux préoccupations croissantes concernant la déforestation liée à la production d’alimentation animale et son impact sur le changement climatique, le secteur des protéines alternatives s'est positionné comme acteur du développement durable. La bioconversion à base d'insectes, en particulier les larves de la mouche soldat noire (BSFL), en tant que mini-usines de recyclage des sous-produits et déchets de l’industrie agroalimentaire et agricole en produits de l’alimentation animale. La première partie de ce manuscrit présente une étude bibliographique sur la valorisation des déchets industriels, agricoles et alimentaires par les larves d’insectes dans une approche de bioraffinerie par entomoconversion. La seconde partie de la thèse est dédiée à la recherche de solvants alternatifs, de procédés innovants et de procédures de bioraffinerie originales pour l’extraction des divers métabolites (lipides, protéines et chitine) à partir des larves de la mouche soldat noir. Pour la recherche de solvants alternatifs, le solvant biosourcé 2-méthyloxolane s'est révélé supérieur au solvant pétrochimique « hexane » pour la délipidation des larves (BSFL) sans impact négatif sur la farine protéique. Pour la partie de recherche de la technique optimale de dévitalisation pour l'euthanasie de BSFL, nous avons remarqué que la congélation induit une lipolyse dans la fraction lipidique ainsi qu’un brunissement des protéines. Pour la recherche d’une voie optimale de fractionnement par bioraffinerie, la voie humide a permis d’obtenir cinq fractions différentes. Ce processus écoresponsable utilisant moins d’énergie pourrait potentiellement remplacer les méthodes de traitement à sec des BSFL à l'échelle industrielle.