Qu’est ce qu’une micro-algue?

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Qu’est ce qu’une micro-algue? C’est un organisme aquatique photosynthétique unicellulaire et microscopique (Photographie 1), qui fixe le CO 2 et synthétise différents composés, notamment des lipides (Photographie 2). Il existe plus de 200 000 espèces de micro-algues d’eau douce ou d’eau de mer d’où un grand potentiel d’utilisations en aquaculture, alimentation humaine, santé, énergie et environnement. Pourquoi utiliser des micro-algues pour fabriquer des biocarburants? DEUX GRANDS MODES DE PRODUCTION : - Culture en bassin ouvert ou Raceway (Photographie 3) : - le plus répandu - rendement biomasse: 10-30 t/ha/an - risque de contamination - Photobioréacteurs (Photographie 4) : - contrôles des paramètres (T°C, pH, [CO 2 ], [P], [N]) - très coûteux - rendement biomasse: 100 t/ha/an EXTRACTION (Photographie 5) L’extraction de lipides se fait par : - pression : 70% - utilisation d’hexane : 99%, mais coûteux et contraintes environnementales - trans-estérification avec méthanol (Figure 1) Avantages et inconvénients des algo- carburants - rendement plus important que les oléagineux, - pas de concurrence avec l’alimentaire, - valorisation du CO 2 , - pollution contrôlée, - pas de déforestation. - extraction coûteuse des lipides, - destruction de la biomasse pour l’extraction, - risques de contamination des écosystèmes. LES MICRO-ALGUES, une usine photosynthétique pour le recyclage du CO LES MICRO-ALGUES, une usine photosynthétique pour le recyclage du CO 2 2 et la production de biocarburants? et la production de biocarburants? Notre visite à l’IFREMER Projet Pro Micro-algues 1A 2009-2010 : Ait Bellah Lamiaa, Baldini Laura, Béchu Thomas, Braconnier Camille, Damar Julien, Ferré Anne-Sophie, Gillard Shirley, Irubetagoyena Gillen, Journault Charlène, Poyat Yannick, Vidal Marjorie, Tutrice: S. Piutti Face au réchauffement climatique et à l’épuisement des ressources fossiles, les biocarburants de 1 ère et 2 ème générations n’ont pas su apporter de solutions idéales. La production de biocarburants à partir de cultures de micro-algues apparaît aujourd’hui comme une alternative. Bien que microscopiques, ces organismes vivants ont des qualités naturelles qui en font des usines potentielles très efficaces pour la fixation du CO 2 (limitation de l’effet de serre) et la production de lipides susceptibles d’être utilisés comme biocarburants (algo-carburants). Culture des micro-algues et extraction des lipides Malgré les obstacles et les coûts de production , les algo-carburants représentent une perspective intéressante pour l’avenir. Associé au monde industriel, cette production pourrait être rentable et permettre le recyclage du CO 2. Photographie 2 : Gouttelettes lipidiques (plastoglobules) dans un chloroplaste Photographie 1 : Dunaliella salina, une espèce de micro-algue Micro-algues marines et d’eau douce Contenu maximum en lipides (% poids sec) Production de lipides (mg/l/jour) Nannochloropsis 29,2 29,2 Chaetoceros calcitrans CS 178 39,8 17,6 Chlorella vulgaris F&M-M49 18,8 34,75 Scenedesmus sp. DM 21,1 53,9 Tableau 1 : Variations du contenu maximum et de la production journalière de lipides selon les espèces de micro-algues (contenu lipidique jusqu’à 80% du poids sec pour les plus productrices) CARBON TRUST (2001) SAPPHIRE ENERGIE (2008) PETROSUN (2001) GREENFUEL (2001) Proj et SRCA GREENFUEL (2001) BFS (bio fuel systems) PETROSUN (2001) Tsuku ba Projet SHAMASH (2007) Localisation des principaux projets mondiaux sur les algo-carburants Ces dernières années, une émergence de nombreux projets est mise en évidence à l’échelle mondiale sur la production d’algo- carburants dans le but d’optimiser la croissance des micro-algues (sélection de souches et conditions de cultures) et l’extraction des lipides. LIPOGENESE TRANSESTERIFICATION TRANSESTERIFICATION Les caractéristiques en terme de vitesse de croissance et de production de lipides (Tableau 1) font des micro-algues le matériel biologique avec le meilleur potentiel de production de biocarburants. Photographie 3 : Raceway Photographie 4 : Photobioréacteurs tubulaires Photographie 5 : Extraction des lipides Photographie 6 : Algothèque (souches en conservation) Photographie 7 : Production de biomasse en photobioréacteur tubulaire de 120L Le laboratoire de Physiologie et Biotechnologie des Algues de l’Ifremer de Nantes apporte son expertise sur la production de biomasse chez différentes souches (Photographie 6) de microalgues notamment en photobioréacteurs (Photographie 7) avec des rendements jusqu’à 30g/m²/j. Selon son directeur J.P Cadoret : « Les micro- algues sont une technologie pleine d’espoir où il reste tout à découvrir dans divers domaines comme la santé (traitement du cancer), l’énergie (algo-carburants), l’environnement (dépollution) et la cosmétique ». Figure 1 : Voie de trans-estérification

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LES MICRO-ALGUES, une usine photosynthétique pour le recyclage du CO 2 et la production de biocarburants?. - PowerPoint PPT Presentation

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Qu’est ce qu’une micro-algue?

C’est un organisme aquatique photosynthétique unicellulaire et microscopique (Photographie 1), qui fixe le CO2 et synthétise différents composés, notamment des lipides (Photographie 2). Il existe plus de 200 000 espèces de micro-algues d’eau douce ou d’eau de mer d’où un grand potentiel d’utilisations en aquaculture, alimentation humaine, santé, énergie et environnement.

Pourquoi utiliser des micro-algues pour fabriquer

des biocarburants?

DEUX GRANDS MODES DE PRODUCTION : - Culture en bassin ouvert ou Raceway (Photographie 3) :

- le plus répandu- rendement biomasse: 10-30 t/ha/an- risque de contamination

- Photobioréacteurs (Photographie 4) : - contrôles des paramètres (T°C, pH, [CO2], [P], [N]) - très coûteux - rendement biomasse: 100 t/ha/an

EXTRACTION (Photographie 5)L’extraction de lipides se fait par :

- pression : 70%- utilisation d’hexane : 99%, mais coûteux et contraintes

environnementales- trans-estérification avec méthanol (Figure 1)

Avantages et inconvénients des algo-carburants

- rendement plus important que les oléagineux,- pas de concurrence avec l’alimentaire, - valorisation du CO2, - pollution contrôlée, - pas de déforestation.

- extraction coûteuse des lipides, - destruction de la biomasse pour l’extraction, - risques de contamination des écosystèmes.

LES MICRO-ALGUES, une usine photosynthétique pour le recyclage du COLES MICRO-ALGUES, une usine photosynthétique pour le recyclage du CO22

et la production de biocarburants? et la production de biocarburants?

Notre visite à l’IFREMER

Projet Pro Micro-algues 1A 2009-2010 : Ait Bellah Lamiaa, Baldini Laura, Béchu Thomas, Braconnier Camille, Damar Julien, Ferré Anne-Sophie, Gillard Shirley, Irubetagoyena Gillen, Journault Charlène, Poyat Yannick, Vidal Marjorie, Tutrice: S. Piutti

Face au réchauffement climatique et à l’épuisement des ressources fossiles, les biocarburants de 1ère et 2ème générations n’ont pas su apporter de solutions idéales. La production de biocarburants à partir de cultures de micro-algues apparaît aujourd’hui comme une alternative. Bien que microscopiques, ces organismes vivants ont des qualités naturelles qui en font des usines potentielles très efficaces pour la fixation du CO2 (limitation de l’effet de serre) et la production de lipides susceptibles d’être utilisés comme biocarburants (algo-carburants).

Culture des micro-algues et extraction des lipides

Malgré les obstacles et les coûts de production , les algo-carburants représentent une perspective intéressante pour l’avenir. Associé au monde industriel, cette production pourrait être rentable et permettre le recyclage du CO2.

Photographie 2 : Gouttelettes lipidiques (plastoglobules) dans un chloroplaste

Photographie 1 : Dunaliella salina, une espèce de micro-algue

Micro-algues marines et d’eau douceContenu maximum en lipides (% poids sec)

Production de lipides (mg/l/jour)

Nannochloropsis 29,2 29,2

Chaetoceros calcitrans CS 178 39,8 17,6

Chlorella vulgaris F&M-M49 18,8 34,75

Scenedesmus sp. DM 21,1 53,9

Tableau 1 : Variations du contenu maximum et de la production journalière de lipides selon les espèces de micro-algues

(contenu lipidique jusqu’à 80% du poids sec pour les plus productrices) 

CARBON TRUST (2001)

SAPPHIRE ENERGIE

(2008)PETROSUN

(2001)GREENFUEL

(2001)

Projet SRCA

GREENFUEL (2001)BFS (bio fuel systems)

PETROSUN (2001)

Tsukuba

Projet SHAMASH(2007)

Localisation des principaux projets mondiaux sur les algo-carburants

Ces dernières années, une émergence de nombreux projets est mise en évidence à l’échelle mondiale sur la production d’algo-carburants dans le but d’optimiser la croissance des micro-algues (sélection de souches et conditions de cultures) et l’extraction des lipides.

LIPOGENESE

TRANSESTERIFICATIONTRANSESTERIFICATION

Les caractéristiques en terme de vitesse de croissance et de production de lipides (Tableau 1) font des micro-algues le matériel biologique avec le meilleur potentiel de production de biocarburants.

Photographie 3 : Raceway

Photographie 4 : Photobioréacteurs tubulaires

Photographie 5 : Extraction des lipides

Photographie 6 : Algothèque (souches en

conservation)

Photographie 7 : Production de biomasse

en photobioréacteur tubulaire de 120L

Le laboratoire de Physiologie et Biotechnologie des Algues de l’Ifremer de Nantes apporte son expertise sur la production de biomasse chez différentes souches (Photographie 6) de microalgues notamment en photobioréacteurs (Photographie 7) avec des rendements jusqu’à 30g/m²/j.

Selon son directeur J.P Cadoret : « Les micro-algues sont une technologie pleine d’espoir où il reste tout à découvrir dans divers domaines comme la santé (traitement du cancer), l’énergie (algo-carburants), l’environnement (dépollution) et la cosmétique ».

Figure 1 : Voie de trans-estérification