A LA RECHERCHE D’UN BIOCARBURANT REELLEMENT NON POLLUANT
Les microalgues sont des micro organismes issus de la mer. Principalement utilisées jusqu’à aujourd’hui dans l’ alimentaire, les cosmétiques et comme fertilisants, elles présentent de nombreux avantages tant du point de vue environnemental (pas d’apport de phytosanitaires, pas de rejet de nutriment) qu’en terme de rendement avec une production estimée à 30 fois supérieure à celles des oléagineux terrestres.
L’idée d’utiliser des microalgues comme biocarburant est apparue aux Etats Unis en 1976. Leur utilisation pour piéger le CO2 a été envisagée à la fin des années 80 en parallèle au début de la prise de conscience de l’effet de serre. En Europe, il faudra attendre l’an 2000 et les travaux d’un groupe de l’University of the West of England (Department of Environmental Sciences), et les publications (Reith et al. 2000). des Universités d’Amsterdam et de Wageningen. En 2005, une équipe de l’Université de Bari (Italie) publie à son tour (Aresta, 2005). sur le sujet. La même année aussi , une équipe de chercheurs Chinois (Miao 2005) met au point, en laboratoire, un biocarburant dont les caractéristiques sont très proches du gazole.
En Espagne, le groupe Rafael Morales soutenu par le Ministère pour l’Innovation, la Science et l’Entreprise, mène depuis les premiers mois de 2007 une étude destinée à analyser les possibilités d’obtenir des biocarburnt à partir de la microalgue Botryococcus Braunii, présente sur le littoral de Huelva. Cette initiative étudie la viabilité technique de la culture de ce type de microalgue sur la côte et sa capacité à accumuler des carburants combustibles.
En France, bien que d’une façon générale il existe de nombreux spécialistes de la culture des microalgues, on ne trouve pas pour l’instant de travaux de recherche publiés dans ce domaine. C’est une des raisons pour lesquelles le projet SHAMASH a été mis en place en 2006. Il a notamment pour objectif de fédérer la recherche française autour de la production d’un carburant lipidique (sous forme d’esther de méthyl) par des microalgues et d’évaluer la faisabilité technico-économique d’une telle filière. Y sont impliqués notamment l’INRIA, l’ IFREMER, le CNRS et le Pôle mer Région Paca…
La technologie consiste à isoler les microalgues ayant le meilleur rendement et à déterminer les conditions de culture optimales. Certaines espèces pouvant produire une quantité d’huile plusieurs dizaines de fois supérieure à celle des oléagineux terrestres (colza, tournesol…), leur exploitation permet d’envisager une voie de développement d’une filière aux rendements très importants.
En termes de protection de l’environnement et de réduction des gaz à effet de serre (G.E.S), le projet de production de biocarburants à partir des microalgues présente aussi des avantages conséquents par rapport aux autres formes de biocarburants. Non seulement la production par les microalgues réduit les surfaces nécessaires à la culture mais, à terme, il a pour objectif de recycler l’azote et de limiter les rejets des nutriments. Même si le choix entre les très nombreuses espèces de microalgues à utiliser reste une question non résolue à ce jour, les conditions de production favorables pour obtenir un biocarburant sont aujourd’hui bien cernées. Plusieurs brevets émanant des recherches Ifremer et Gepea ont été déposées en France et a l’étranger pour envisager l’exploitation de cette ressource.
UN AXE DE RECHERCHE MOINS CLASSIQUE
A coté de cette recherche axée principalement sur la production d’un biocarburant lipidique, une équipe américaine de l’Université de Californie (Berkeley) a découvert que certaines variétés de microalgues étaient capables de produire un autre type de carburant : l’hydrogène (H2O). Anastasios Melis, microbiologiste et professeur à l’Université de Californie (Berkeley), est allé, au début de ce mois, encore plus plus loin en démontrant que certaines variétés d’algues – parmi lesquelles la Dunaliella salina, à condition d’être génétiquement modifiées ont toutes les chances de pouvoir fournir suffisamment d’hydrogène pour rendre cette source d’approvisionnement viable à l’échelle industrielle. Melis a créé une algue mutante capable de faire un usage du soleil et de la photosynthèse différent de celui de ses cousines de la même famille. Cette modification génétique multiplierait par 3 la faculté de l’algue à produire de l’hydrogène. Pour obtenir cette algue, Melis et ses collègues ont modifié les gènes qui contrôlent la chlorophylle dans les chloroplastes, ces organes cellulaires qui sont le centre de la photosynthèse. Les 600 molécules de chlorophylle qui composent chaque chloroplaste ont été réduites de moitié avec l’ambition d’être ramené à 130. " C’est à cette condition que dans un bioréacteur les algues produiront 3 fois plus d’hydrogène qu’elles ne peuvent en produire maintenant ", précise Melis qui estime, par ailleurs, que "c’est un total de 80 kilogrammes d’hydrogène par acre et par jour qui pourrait être produit dans un processus industriel ". L’algue ainsi modifiée aurait aussi un autre effet : celui d’accroître la production oléagnieuse des algues pour l’exploitation des formes « plus classiques » de biocarburants.
Rolf Mehlhorn, chercheur dans le domaine des énergies au Lawrence Berkeley National Laboratory ajoute: " Si nous sommes capables d’accroître ainsi la productivité des algues en réduisant leur chlorophylle, cela induit des implications sur l’ensemble des produits que nous tirons des algues. Des algues qui utilisent mieux le soleil produiront aussi plus d’huile dont nous pourrons extraire plus de biocarburant ".
SOURCES :
– Reuters du 28/09/2007,
– Exposition "Les énergies de la mer" et blog http://energiesdelamer.blogspot.com/
du 19 /11/2007, 31/10/2007, 1/10/2007/Articles de Francis Rousseau
– Programme National de recherches sur le Bio énergies (France 2007)
– Ifremer : Dr Jean-Paul Cadoret, responsable du Laboratoire de Physiologie et Biotechnologie des Algues
– BE Espagne numéro 66 (30/10/2007) – Ambassade de France en Espagne / ADIT –
– Technology Review. Texte français : Francis Rousseau © énergies de la mer/ 3B Conseils
BIBLIOGRAPHIE
– Aresta M., Dibenedetto A. and Barberio G. Utilization of macro-algae for enhanced CO2 fixation and biofuels production: Development of a computing software for an LCA study Fuel Processing Technology, 86, 1679– 1693, 2005
– Ma Fangrui, Milford A. Hanna Biodiesel production : a review, Bioressource Technology 70 1-15(1999)
– Miao Xiaoling, Qingyu Wu Biodiesel production from heterotrophic microalgal oil, Bioressource Technology (2005)
– Miao Xiaoling, Qingyu Wu High yield High yield bio-oil production from fast pyrolysis by metabolic controlling of Chlorella Otto Pulz, Wolfgang Gross Valuable products from biotechnology of microalgae, Appplied Microbiology Biotechnology 65: 635-648 (2004)
– Richmond, Amos Principles for attaining maximal microalgal productivity in photobioreactors: an overview Hydrobiologia 512: 33–37, (2004).
– Richmond, Amos, Handbook of Microalgal Culture:Biotechnology and Applied Phycology , 2003
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