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RÉSUMÉ
Avec quelques milliers de tonnes par an, la filière des microalgues est focalisée sur la biomasse sèche et sur des produits à haute valeur obtenus par une simple extraction. Actuellement, l'attention se porte sur les microalgues photosynthétiques dans une stratégie de valorisation de déchets (« waste-to-value ») : le CO2 de diverses sources industrielles, ainsi que des effluents nitrates, phosphates, etc. peuvent être convertis en produits valorisables par raffinage de la biomasse en huiles, protéines, carbohydrates, engrais, biopolymères, biogaz, biocarburants, oxygène, etc.
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Jean JENCK : AlgoSource Technologies (Saint-Nazaire)
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Olivier LÉPINE : AlgoSource Technologies (Saint-Nazaire) - Alpha Biotech (Assérac)
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Jack LEGRAND : AlgoSource Technologies (Saint-Nazaire) - Université de Nantes, CNRS, GEPEA UMR 6144 (Saint-Nazaire)
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Philippe DRENO : AlgoSource Technologies (Saint-Nazaire)
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Dominique GRIZEAU : Université de Nantes, CNRS, GEPEA UMR 6144 (Saint-Nazaire)
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Catherine DUPRÉ : Université de Nantes, CNRS, GEPEA UMR 6144 (Saint-Nazaire)
INTRODUCTION
Résumé : Avec quelques milliers de tonnes par an, la filière des microalgues est focalisée sur la biomasse sèche et sur des produits à haute valeur obtenus par une simple extraction. Actuellement, l'attention se porte sur les microalgues photosynthétiques dans une stratégie de valorisation de déchets (« waste-to-value ») : le CO2 de diverses sources industrielles, ainsi que des effluents nitrates, phosphates, etc. peuvent être convertis en produits valorisables par raffinage de la biomasse en huiles, protéines, carbohydrates, engrais, biopolymères, biogaz, biocarburants, oxygène, etc.
Abstract: With a few thousand tons per year, the microalgae sector is focused today on the dry biomass and on high-value products obtained by a simple extraction. A lot of attention currently goes to photosynthetic microalgae in a 'waste-to-value' strategy: the CO2 of various industrial sources, as well as waste nitrates, phosphates, etc. can be converted into valuable products. The key technology is the biorefining of the algae biomass to oils, proteins, carbohydrates, fertilizers, biopolymers, biogas, biofuels, oxygen, etc.
Mots-clés : microalgues, cyanobactéries, actifs, ingrédients, biomasse
Keywords: microalgae, cyanobacteria, metabolites, ingredients, biomass
Domaine : Valorisation de biomasse végétale
Degré de diffusion de la technologie : Émergence / Croissance / Maturité
Technologies impliquées : production en photobioréacteurs, récolte de biomasse aquatique, bioraffinage
Domaines d'application : nutrition, santé, environnement, chimie « bleue », bioénergie
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : –
Centres de compétence : GEPEA, LCA, LGCB (projet ANR Algoraffinerie)
Industriels : Alpha Biotech, Innovalg, Roquette, Microphyt, AlgoSource
Autres acteurs dans le monde :
Projets européens : FP7 Suprabio, FP7 Biofat
Industriels : une centaine de start-ups très « volatiles » aux USA ; une compétence stable en Israël, Australie, Taïwan, Chine, et en construction au Portugal, Pays-Bas et Belgique
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1. Aspects scientifiques et technologiques
1.1 Aspects biologiques
1.1.1 Espèces, souches, croissance
Les microalgues constituent un groupe fonctionnel polyphylogénétique de micro-organismes caractérisés par leur capacité à produire de l'oxygène photosynthétique. Au sens industriel, la dénomination « microalgue » (abrégée par commodité en : µA) inclut des cellules eucaryotes et des procaryotes, les cyanobactéries. La diversité de ce groupe est estimée à quelques centaines de milliers d'espèces dont quelques dizaines de milliers ont été décrites et dont seuls quelques milliers sont conservés dans des collections de culture de souches nationales et internationales . Ces « microplantes » sont isolées d'environnements variés incluant des milieux aquatiques (eaux douces, marines, saumâtres et hypersalées) et des milieux solides (sols et concrétions telles que stromatolithes, tissus animaux, végétaux ou fongiques). Certaines espèces extrêmophiles colonisent des milieux alcalins ou acides, des sources hydrothermales ou des glaciers. La classification des microalgues (µA) repose sur des caractères morphologiques, biochimiques (par exemple suivant leur pigmentation : verte, rouge, bleue) et plus récemment sur des critères génétiques (ribotypage).
L'appareil végétatif des µA est appelé un « thalle », il peut être unicellulaire, colonial ou multicellulaire sous forme de filaments sans lien cytoplasmique entre cellules, sauf pour les cyanobactéries hétérocystées. La taille peut être inférieure au micromètre (Ostreococcus sp.) ou dépasser le millimètre, avec des formes coccoïdes (Chlorella sp.) ou plus complexes (Dinophysis sp.), qui les rendent plus facilement identifiables, mais également plus sensibles aux contraintes de cisaillement prévalant dans les cuves de culture. Quelques espèces ou souches appartenant par exemple aux genres Dunaliella ou Chlamydomonas sont assimilées...
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