Perspectives de développement
Valorisation industrielle des microalgues photosynthétiques

3.1 Énergie

L'augmentation constante de la demande en pétrole, conjuguée à son épuisement et les conséquences sur le climat causées par l'émission de CO₂ nécessitent de nouvelles formes d'énergies renouvelables. L'utilisation de la biomasse en général est une des options envisagées dans tous les pays du monde. Parmi les différentes biomasses, les microalgues, ou plus largement les micro-organismes photosynthétiques, possèdent une très large gamme de métabolismes, encore largement inexploités par l'homme.

Plusieurs acteurs industriels majeurs ont investi dans les bioénergies microalgales : BP associé à l'université d'Arizona en 2008, Chevron Corporation associée avec le National Renewable Energy Laboratory en 2007, puis Solazyme en 2008, Shell pour un programme de 300 M$ en 2007 associé aux universités d'Hawaii, Southern Mississippi et Dalhousie, Exxon Mobil pour un investissement de 600 M$ sur la thématique biodiesel en 2009. En 2009, le Department of Energy (DoE) des États-Unis a accordé 290 M$ de subventions pour les biocarburants à partir de microalgues phototrophes.

Les microalgues peuvent atteindre des productivités très élevées en conditions de culture optimales, de l'ordre de 70-80 t/(ha.an) (en masse sèche), rendements 2 à 3 fois supérieurs aux maximums obtenus pour les cultures terrestres les plus productives. Le potentiel des microalgues pour la mise en place de nouvelles filières de bioénergie, à partir de leurs constituants polysaccharidiques (bioéthanol, biogaz) ou lipidiques (biodiesel, biokérosène) ou même directement de leur biomasse (voies thermochimiques classiques) est lié à leur grande biodiversité, non encore complètement explorée, à leur productivité espérée et au fait que leur production n'entre pas en compétition avec les cultures vivrières. En dépit de leur intérêt, les applications industrielles des microalgues restent limitées. Ceci est en partie dû à la difficulté de concevoir des systèmes de culture à fortes productivités (voir § 1.2.1).

La première approche concerne la production biologique de biocarburants de 3^e génération (alcool, hydrogène, biodiesel), la seconde a trait à la valorisation thermochimique de la biomasse microalgale. Les micro-organismes photosynthétiques sont capables de convertir le CO₂ en différents types de biocombustibles : méthane par digestion anaérobie de la biomasse...