Thierry Picaud, CEO / Fondateur, Medinbio

Mardi 22 mars

Valorisation des microalgues : du potentiel à la diversité des applications.

Liege Creative, en partenariat avec :

Medinbio– else we can

Microalgues : petite taille, une infinité de possibilités

Les microalgues = microorganismes possédant un large spectre d’action :

• Production de molécules d’intérêt

Energetique

Therapeutique

Nutraceutique

• Protection des cultures

• Favorise la croissance microbienne du sol

Production de molécules d’intérêt

Production de microalgue : système ouvert

Deux phases de croissance :

• Multiplication

• Production d’un actif cible

accumulation : stress ou autre

• Production industrielle

généralement en système

ouvert :

• Nécessite de grands

espaces

• Ouvert = contaminations

Production de microalgue : système fermé

Production industrielle en système

fermé :

• Gain de qualité (moins de

contaminant)

• Possibilité d’éclairer artificiellement

24/24h

• Coûts de production plus élevés

Production : différence phototrophe/hétérotrophe

En condition phototrophe :

• La lumière comme source d’énergie

• Le dioxyde de carbone comme source de C

La lumière et le CO2 sont donc des facteurs prépondérants pour la maîtrise des rendements dans ce type de production

En condition hétérotrophe :

• Pas besoin de lumière

• Utilisation d’une source carbonée

Collaboration ULg - Medinbio

Ciblage d’un actif : catégorie des pigments

Production en réacteur hétérotrophe :

Pas de photosynthèse : consommation de sucres

Démarche Ulg - Medinbio

• Screening des souches d’intérêt therapeutique

• Teneur en matiere active

• Croissance élevée

• Résistante aux forces de cisaillement

• Passage en hétérotrophe :

• Choix du substrat ad hoc

• Choix longueur d’onde

• Méthode de production semi-continue

Augmentation du rendement en biomasse

La microalgue sélectionnée est capable de croître en hétérotrophie

En utilisant comme source de Carbone un sucre

Screening du sucre le plus adéquat (cfr graph)

Conséquences :

Production accélérée passant de 0,5 g/l à 6 g/l

Perfectionnement des différents paramètres

L’optimisation du milieu

de culture et d’autres

paramètres techniques

ont permis de porter les

rendements en matière

sèche à 18 g/L

Conclusion

Du screening de la souche à celui du sucre, en passant parl’ajustement de paramètres clés :

Passage de 0.5 g/L de biomasse à 18 g/L

Partenariat avec un industriel en cours

Microalgues et la défense des plantes

Qu’est ce qu’un éliciteur ?

Les avantages sont nombreux :

• Substances naturelles

• Pas de résidus

• Pas de résistance

• Action large spectre• Pas de phytotoxicité

• Découverte scientifique récente (10 ans) :

Les plantes disposent de mécanismes de défenses

face aux pathogènes

• Ces mécanismes peuvent être stimulés (SDN) à titre

préventif (~ vaccination)

Qu’est ce qu’un éliciteur ?

• Un éliciteur (SDN) = molécule reconnue par la plante

imitant la présence d’un pathogène

• Cette molécule va induire une cascade de défenses

naturelles dans les cellules végétales

La plante réagit plus VITE et plus FORT

• Stimulation de l’expression de gènes de défense• Pique oxydatif (H2O2)• Modifications de la paroi• Production de phytoalexines• …

Usage préventif

Les défenses naturelles des plantes

• PTI (PAMP-triggered immunity): PAMPs-MAMPs (exogènes) et DAMPs (endogènes)

• ETI (effector-trigerred immunity): reconnaissance gène pour gène (défense verticale)

Boller and Felix, 2009

PTI : Cascade de réponses (large spectre)

Les microalgues dans tout ça ?

Parois cellulaires composées de MAMPs ou de DAMPs, exemple =

• Chlamydomonas reinhardtii (eau douce) : oligosaccharides

• Pavlova lutheri (eau salée) : cellulose et hémicellulose

• Nannochloropsis oculata : cellulose

Effet éliciteur d’extrait de macro-algue déjà bien connu

Similaire à la paroi de la plante

Exemple : laminarine

Laminarine

Laminarine =

• Polysaccharide provenant d’une algue brune (Ascophyllumnodosum)

• 35% du poids sec de l’algue

• Un éliciteur bien connu

• Activation des gènes de défense

• Production de protéines PR (glucanase, chitinase)

Exemple d’efficacité : sur tabac

Sur tabac contre l’agent de la pourriture molle

Erwinia carotovora

Contrôle Laminarine

Restriction des symptômes par le traitement à la laminarine

Klarzynski et al., 2000

Exemple d’efficacité : sur vigne

0

5

10

15

Contrôle Laminarine

Mo

ye

nn

ed

u d

iam

ètr

ed

es

lési

on

s(m

m)

Sur vigne contre Botrytis cinerea

- 30 %

Aziz et al., 2003

Exemple d’efficacité : sur vigne

0%

10%

20%

30%

Contrôle Laminarine

Su

rfa

ce

in

fec

tée

de

s

feu

ille

s(%

)Sur vigne contre le mildiou Plasmopara viticola

- 75 %

Aziz et al., 2003

Effet microalgues sur stress abiotique

Effet de l’extrait de microalgues riches en antioxydants (Spirulinamaxima) sur le blé cultivé en situation de stress salin

• Maintenance du rendement même en stress salin

• Augmenter le contenu de chlorophylle totale

• Stimulation du phénomène antioxydant

El-Baky et al, 2008

BA : benzyle adénineAA : acide ascorbique

Microalgues favorisent les microrganismes du sol

Le sol : plus qu’un support physique, un biosupport

- Un tube digestif qui alimente la racine

- Un biofermenteur qui recycle la matière organique

- Le support d’une biomasse bactérienne qui interfère

avec la plante

- L’habitat de vers et lombrics qui travaillent le sol sans

intervention de notre part si le milieu le permet

Le sol est le support physique de la plante mais bien plus que ça, c’est

aussi :

La vie secrète du Sol : les microorganismes

Petite taille, grandes actions

Nutriments/

Minéraux

Fixation N

Décomposition

MO

AntagonismeSDN

Croissance

Racinaire

Biomasse

Azotobacter

Pseudomonas sp.

Trichoderma sp

Bacillus radicola

Rhizobium

Coniothyriumminitans

Azospirillum

Actinomycètes

Phanerochaete

Lactobacillus

Bacillussubtibilis

Trichoderma sp.

Trichoderma sp

Pseudomonas sp.

Prébiotiques

0

2

4

6

0 5 10 15

No

mb

re d

e U

FC

Unité de temps

Sans intervention Prébiotiques

Ensemencement µorg Ensemecement µorg + Prébiotiques

Prébiotiques

Intérêt ? Nourrir le sol pour nourrir la plante

Lever les facteurs limitants

Carences du sol

Oligosaccharides

C, N, Fe,…

~ Santé humaine/animale

Implantation µorg bénéfiques

Micro-algues

Hydrolysat de levure

Acides aminés

Sucres

Oligoéléments

Acide humique

Acide fulvique

Effet des micro-algues

Effet sur la biomasse microbienne du sol d’application comme engrais de LEA (lipid-extracted algae) de Nannochloropsis salina

comparé à la paille de blé (WS)

Résultats comparables !

Rothlisberger-Lewis et al, 2016

Merci de votre attention