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Un biocarburant durable à partir des algues

Les micro-algues sont des organismes photosynthétiques qui produisent une variété de molécules riches en énergie. Un consortium financé par l'UE a étudié et fait la démonstration d'un procédé «well to wheel» (du puits à la roue) utilisant des microalgues pour produire un biocarburant durable capable de remplacer les carburants fossiles.

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Dans la nouvelle bioéconomie, les algues constituent l'une des sources durables les plus prometteuses de biocarburants et de composés chimiques destinées ou non à l'alimentation. Pour tirer pleinement parti de leur potentiel et passer à une production à grande échelle, il est cependant nécessaire de réduire les coûts de production. La technologie nécessaire pour tirer pleinement parti des microalgues n'en est encore qu'à ses débuts. Le projet FUEL4ME (Future European league 4 microalgal energy), financé par l'UE, a été mis en place pour développer une chaîne de production durable qui permettrait aux biocarburants de deuxième génération de rivaliser avec les combustibles fossiles. L'objectif était d'exploiter la faculté unique des algues à produire des lipides en utilisant l'énergie de la photosynthèse. Ces lipides forment d'excellents matériaux de base pour les biocarburants et d'autres produits tels que les aliments pour animaux. En outre, les algues cibles utilisées dans le projet sont cultivées dans de l'eau salée, ce qui fait qu'elles n'entrent pas en concurrence avec les cultures vivrières en termes d'utilisation des terres et de l'eau douce. «Les scientifiques du projet ont étudié en détail les mécanismes moléculaires et métaboliques régissant l'accumulation de lipides dans deux espèces de microalgues, et démontré une augmentation de l'accumulation lipidique grâce au génie métabolique. Nous avons d'autre part comparé l'actuel procédé de production en série des lipides de microalgues, qui nécessite deux étapes, avec un processus continu en une étape nouvellement développé. Nous avons aussi optimisé la production de lipides dans différentes conditions de culture», déclare le docteur Dorinde Kleinegris, coordinatrice du projet. «Les chercheurs ont développé les diverses étapes de la chaîne de traitement en aval, qui comportaient la récolte, la rupture des cellules, l'extraction et le fractionnement des lipides ainsi que leur hydrotraitement pour créer du biocarburant. Elles se sont révélées applicables aux microalgues et sont maintenant prêtes à être utilisées dans des procédés commerciaux, qui ne se limitent pas à la production de biocarburants.» Bien que d'une teneur moins élevée en lipides, le processus en une étape présente une productivité comparable à celle du processus de production traditionnel. Des essais à plus grande échelle demeurent cependant nécessaires. Le consortium a conçu une usine pilote pour une production en extérieur et mis en place la production de microalgues dans trois usines pilotes situées en Italie, aux Pays-Bas et en Israël, ainsi qu'une installation de démonstration en Espagne. Une étude d'évaluation du cycle de vie a été conduite pour déterminer l'état actuel de la technologie, ainsi que la façon dont les principaux paramètres influencent la durabilité du processus intégrée de FUEL4ME. Selon le docteur Kleinegris, «Les principaux facteurs influençant la durabilité ont été la culture et la récolte, les besoins en électricité, les sources d'eau douce et de dioxyde de carbone et les terres appropriées. Cette recherche a abordé certains de ces paramètres en améliorant la productivité de la culture et l'efficacité de la récolte, y compris la réutilisation de l'eau et des ressources dans des terrains désertiques peu coûteux.» D'autres améliorations doivent cependant être réalisées pour que la production de biocarburant à partir de microalgues soit pleinement durable sur les plans économique et écologique. Actuellement, le procédé est bien adapté à la production de produits à forte valeur ajoutée tels que les acides gras polyinsaturés, alors qu'un procédé prometteur de bioraffinerie s'est avéré offrir une bien meilleure stabilité économique. «Nous pensons que la stratégie d'innovation à long terme de FUEL4ME, qui porte une attention particulière aux produits à forte valeur ajoutée, débouchera sur une production rentable et écologiquement durable à partir des microalgues. Il sera ainsi possible de poursuivre la baisse des coûts de production et d'augmenter l'échelle de production. La production de biocarburant à partir d'algues pourra ensuite devenir une possibilité», explique le docteur Kleinegris. Pour les partenaires industriels, le projet a constitué une excellente occasion d'effectuer des tests pilotes de leurs technologies afin de mettre au point des solutions industrielles plus fiables et évolutives pour la culture des microalgues et le traitement en aval. Il a en outre permis de former des professionnels hautement qualifiés ayant une expertise en microbiologie des algues, ainsi qu'en culture et systèmes de traitement des microalgues. En développant les connaissances et compétences, et en améliorant la durabilité des produits tirés des microalgues, FUEL4ME a apporté une contribution précieuse aux capacités de recherche et à la bioéconomie européennes. Ce procédé respectueux de l'environnement devrait d'autre part réduire notre dépendance aux combustibles fossiles.

Mots‑clés

Biocarburant, micro-algues, FUEL4ME, évaluation du cycle de vie, acides gras polyinsaturés

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