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23 octobre 2018

Découvrez les microalgues, une filière à fort potentiel en Pays de la Loire

Les microalgues, ou micro-organismes aquatiques, suscitent aujourd’hui un intérêt, elles représenteraient une alternative au pétrole, une source de protéines alimentaires, tout en recyclant du dioxyde de carbone.

Déjà utilisées dans l’alimentaire, les cosmétiques et les fertilisants, les microalgues sont considérées comme une voie alternative aux carburants traditionnels et aux dérivés chimiques biosourcés. En effet, certaines espèces ont la capacité de produire des composés ayant un potentiel énergétique comme les lipides (source de biodiesel) ou l’amidon (source de bioéthanol). Les microalgues font partie des biocarburants dits de 3e génération. Ils se distinguent des agrocarburants, issus de cultures destinées traditionnellement à l’alimentation et des biocarburants de 2e génération, produits à partir de sources végétales non alimentaires telles que le bois et les déchets végétaux
Toutefois, leur potentiel est encore peu exploré : sur un million d’espèces estimées, seules 30 000 environ ont été étudiées (Source CDE 2011 ).

Une opportunité pour valoriser el CO2

La majorité des microalgues convertissent l’énergie solaire en utilisant du CO2 et de l’eau pour produire de l’oxygène et de la biomasse algale (matière organique) par une réaction appelée la photosynthèse. Les microalgues sont caractérisées par un rendement photosynthétique très élevé (rapport entre l’énergie lumineuse incidente et l’énergie stockée dans la plante).

Les cultures de microalgues

Préalablement sélectionnées, les microalgues sont cultivées de manière contrôlée afin d’obtenir de grandes quantités de biomasse algale.

Habituellement, l’eau de mer enrichie en nutriments (comme les nitrates et les phosphates) est utilisée pour la croissance de ces microorganismes. Le recours à de l’eau douce et saumâtre (provenant de lacs ou de rivières) est également possible.

Les principales méthodes de production sont :

  • les bassins à ciel ouvert, peu coûteux à faire fonctionner. Néanmoins, ces systèmes ouverts voient leur productivité affectée par des contaminations microbiennes et une perte d’eau par évaporation ;
  • les photobioréacteurs, tubes transparents formant un système clos. Leur coût s’avère plus élevé mais est compensé par des productivités supérieures.

Les nouvelles applications des microalgues 

  • Production de biodiesel
  • Production de bioéthanol
  • Production de biogaz
  • Production biologique d’hydrogène

Les biocarburants de 3° Génération

Ces nouvelles application permettent d’envisager aux microalgues comment une alternative aux carburants traditionnels et aux dérivés chimiques biosourcés.
Les microalgues font partie des biocarburants dits de 3e génération. Ils se distinguent des agrocarburants ou biocarburants de 1e génération , issus de cultures destinées traditionnellement à l’alimentation; et des biocarburants de 2e génération, produits à partir de sources végétales non alimentaires telles que le bois et les déchets végétaux.

Pour le développement des biocarburants de 3° Génération, il y a encore beaucoup de défis techniques et économiques à relever, avant que ces biocarburants soient un jour peut-être dans nos réservoirs.

Toutefois, l’utilisation des microalgues comme source d’énergie (qu’il s’agisse de la production d’hydrogène, de biocarburant ou de biogaz) nécessite encore des améliorations avant une application à l’échelle industrielle :

  • les procédés de culture des microalgues et d’extraction de la biomasse présentent aujourd’hui des bilans énergétiques et économiques défavorables. Par exemple, le coût estimé d’un baril d’algocarburants s’élève à 300 dollars alors que celui du baril de pétrole brut est d’environ 100 dollars pour une valeur énergétique plus élevée;
  • le risque de prolifération des microalgues et les modifications génétiques visant à améliorer leur productivité rendent encore incertain l’impact environnemental d’une exploitation de masse.

 Pays de la Loire, une région riche en innovation marine (Atlanpole Blue Cluster 2014)

Les acteurs de la filière dédie au développement des biotechnologies marines en Pays de la Loire  se concentrent fortement en Pays de la Loire, selon la cartographie de Atlanpole Blue Cluster. Nouveux acteurs comme AlgoSolis ont rejoint ce réseau avec l’objectif de faire avancer les microalgues en la région.

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Références:
  1. https://www6.inra.fr/ciag/content/download/5407/41763/file/RevueIAvolume26.pdf
  2. https://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/microalgues