Tout ce que vous devez savoir sur la culture des microalgues

Pas de compétition d’usages des sols, cycles de reproduction bien plus rapide que la plupart des plantes, nombreux débouchés de co-produits, services environnementaux rendus… La production des microalgues intéresse de nombreux marchés. Encore faut-il choisir la bonne technologie pour le bon débouché.

Tour d’horizon des pratiques. 

Les microalgues ont été parmi les premiers éléments de vie apparus sur terre. Si leur collecte est ancestrale (Spiruline, Nostoc…), les techniques de production et d’extraction ne se sont développés qu’au milieu du 20e siècle, ouvrant progressivement le champ des applications :

• Nutrition humaine et phytopharmacie
• Cosmétique
• Agriculture
• Energie
• Dépollution

Pour les cultiver et en tirer le meilleur (principes actifs) à l’échelle industrielle, trois technologies coexistent : le bassin à ciel ouvert (Open ponds ou Raceway), le fermenteur et le photobioréacteur. Des procédés apparus les uns après les autres au cours des cinquante dernières années.

Pionniers de la culture de microalgues : les bassins à ciel ouverts  

En France, les premières cultures ont vu le jour fin des années 1970 avec des productions à ciel ouvert, dans des bassins en mode discontinu et en conditions semi-contrôlées. Au fil des ans et des recherches, ces systèmes se sont perfectionnés. Parmi les plus répandus, on trouve les raceways reconnaissables à leur forme de circuit de course. La simplicité de fonctionnement des bassins à ciel ouvert et leur coût réduit d’investissement permettent la production de microalgues à la condition qu’elles soient robustes voire extrêmophiles comme la spiruline. En effet, les microalgues sont soumises aux aléas climatiques et aux risques de contaminations (prédateurs, bactéries, autres microalgues…). Des contraintes qui placent les bassins à ciel ouvert comme la technologie la moins productive en termes d’accès à la diversité microalgale parmi celles existantes (cf tableau ci-dessous).

Les fermenteurs pour des produits bien précis

Autre procédé de production de microalgues : les fermenteurs et leur univers entièrement clos.  Privées de source de lumière, les microalgues ne réalisent plus la photosynthèse, mais respirent en utilisant des sucres comme source d’énergie. Cette technique requiert des conditions de stérilisation drastiques. Etant privés des bénéfices de la lumière, cette technique ne concerne que certaines souches d’algues permettant d’accéder à une gamme limitée de  produits. Elle présente néanmoins de bonnes productivités volumiques et des coûts de production faibles. Depuis quelques années, des procédés mixtes associant la technologie des systèmes autotrophes avec celle des systèmes hétérotrophes, tentent d’accéder aux avantages des deux approches.  

Photobioréacteurs, inspirés de la nature

C’est en 1957, au MIT (Massachusetts Institute of Technology, USA), que le premier photobioréacteur (PBR) a été mis en service. Système clos, le photobioréacteur va permettre de recréer un biotope optimal dédié aux microalgues en les stimulant par l’énergie lumineuse (naturelle ou artificielle). La photosynthèse peut normalement s’effectuer (système autotrophe). Dans des tubes transparents en position verticale, tubulaire ou à plat. Les conditions de culture sont contrôlées et maîtrisées, entretenues par l’ajout de nutriments et le suivi de la température, du pH, de l’oxygène dissous. Les microalgues évoluent ainsi dans un milieu proche de leurs conditions naturelles.

Camargue: des photobioréacteurs innovants

En 2009, Microphyt développe un procédé unique, biomimétique et breveté baptisé Camargue qui résout les inconvénients habituels de la production de microalgues, même les plus fragiles, à l’échelle industrielle, par la photosynthèse. Actuellement 20 photobioréacteurs tubulaires de 5000 L chacun se déploient sur 55 mètres de longueur et 3.8 mètres de hauteur. Ils offrent notamment :   

• Un champ d’investigation des microalgues plus large que celui des autres acteurs du marché,
• Une qualité et une traçabilité grâce à un environnement clos et maitrisé à tous les stades,
• D’importantes capacités de production multi-espèces,
• Un procédé qui respecte l’environnement.

Au-delà des considérations techniques, de performances et financières, les différents procédés de culture des microalgues sont à aborder en fonction des caractéristiques des souches et de leur valorisation. Sans oublier les impacts environnementaux, générés par la production.

plus d’infos sur la technologie Camargue en cliquant sur ce lien.