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Article

1 - CONTEXTE

  • 1.1 - Enjeux du secteur du bâtiment
  • 1.2 - Effluents des bâtiments comme source de nutriments

2 - CULTURE DE MICROALGUES

  • 2.1 - Croissance par photosynthèse
  • 2.2 - Photobioréacteurs et enjeux principaux

3 - BIOFACADES DE MICROALGUES

4 - PERSPECTIVES ET INNOVATIONS

5 - CONCLUSION ET PERSPECTIVES

6 - GLOSSAIRE

RECHERCHE ET INNOVATION | Réf : IN412 v1

Conclusion et perspectives
Biofaçades de microalgues - Bâtiments et systèmes de culture durables

Auteur(s) : Flora GIRARD, Jeremy PRUVOST, Cyril TOUBLANC, Yves ANDRES

Date de publication : 10 déc. 2025

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RÉSUMÉ

Les biofaçades de microalgues sont un exemple original d’intégration urbaine d’une bioproduction de biomasse végétale d’intérêt. Cet article détaille les enjeux de cette intégration, à la fois pour le bâtiment support et pour la culture de microalgues elle-même. Les principes généraux de conception sont présentés, ainsi que différents exemples de réalisation. Les principaux critères de performances et d’acceptabilité sociale sont ensuite résumés. Les perspectives d’innovation viennent conclure l’article, montrant l’intérêt de créer des symbioses thermiques et chimiques pour réduire les consommations énergétiques et l’impact environnemental des bâtiments et de la production de microalgues.

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Auteur(s)

  • Flora GIRARD : Docteure, - Laboratoire GEPEA, UMR 6144, Nantes Université/IMT Atlantique/Oniris CNRS, Saint-Nazaire, France

  • Jeremy PRUVOST : Professeur à Nantes Université, - Laboratoire GEPEA, UMR 6144, Nantes Université/IMT Atlantique/Oniris CNRS, Saint-Nazaire, France

  • Cyril TOUBLANC : Maître de conférence à ONIRIS, - Laboratoire GEPEA, UMR 6144, Nantes Université/IMT Atlantique/Oniris CNRS, Saint-Nazaire, France

  • Yves ANDRES : Professeur à IMT Atlantique, - Laboratoire GEPEA, UMR 6144, Nantes Université/IMT Atlantique/Oniris CNRS, Saint-Nazaire, France

INTRODUCTION

L’agence Internationale de l’Énergie (IEA) a rapporté qu’en 2021 le fonctionnement des bâtiments représentait 30 % de la consommation mondiale totale d’énergie et 27 % des émissions de gaz à effet de serre. Selon l’Ademe, 50 % des consommations énergétiques des bâtiments sont liés au chauffage et à la climatisation. Le secteur du bâtiment doit donc engager une transformation technologique pour atteindre d’ici 2050 la neutralité carbone qui est un objectif inscrit dans la loi « Énergie, Climat » votée en France en 2019. La conception de l’enveloppe du bâtiment est essentielle pour définir la demande en chauffage et en refroidissement. C’est cet élément qui permet de garantir le confort, la qualité de l’environnement intérieur et la sécurité. Une bonne conception des bâtiments, intégrant des enveloppes performantes, est donc un levier important pour réduire les besoins thermiques tout en assurant le confort aux occupants. C’est dans cette optique qu’ont été développées les biofaçades de microalgues.

L’objectif est de créer une façade « active » permettant de produire une biomasse valorisable industriellement, tout en réduisant l’empreinte environnementale du bâtiment hôte en diminuant par exemple les consommations énergétiques associées au confort thermique des occupants du bâtiment, c’est-à-dire de diminuer les apports de chaleur en été et les déperditions thermiques en hiver, en créant une synergie par la mutualisation des matériaux de construction et des échanges de matière et d’énergie entre bâtiment et biofaçade.

Cet article présente le concept biofaçade de microalgues, les performances attendues et leur potentiel afin de développer des bâtiments, mais également des systèmes industriels de culture de microalgues plus durables.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes utilisés.

Points clés

Domaine : Génie des bioprocédés, bâtiments durables, culture de microalgues

Degré de diffusion de la technologie : Émergence

Technologies impliquées : photobioréacteurs, culture de microalgues, modélisation

Domaines d’application : alimentaire, nutraceutique, chimie verte, dépollution d’effluents, économie circulaire

Principaux acteurs français :

Autres acteurs dans le monde :

Contact : Murdoch University ( http://www.murdoch.edu.au)

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in412


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5. Conclusion et perspectives

Bien que des exemples de biofaçades de microalgues aient été réalisés et validés à des échelles industrielles, la technologie reste émergente, et le concept reste à optimiser. L’intégration de culture de microalgues au travers de biofaçades apporte plusieurs avantages résumés dans cet article. Cela porte sur la synergie de construction, la réduction d’empreinte environnementale à la fois côté culture des microalgues (en particulier au travers de la réduction des consommations énergétiques associées à la régulation thermique et de l’utilisation d’effluents du bâtiment comme nutriments de croissance) et côté bâtiment (réduction voire traitement total des effluents émis et amélioration des performances énergétiques).

Toutefois, il en résulte un système « hybride » qui rend actuellement difficile son déploiement. En effet, une biofaçade, bien que pouvant avoir un intérêt architectural (non discuté dans cet article), reste un outil de production d’une biomasse, certes d’intérêt, mais avec donc un modèle d’exploitation à définir. Parmi les freins majeurs qui y sont liés, on peut citer l’acceptabilité sociale de transformer une façade de bâtiment en « outil de production » (avec donc des opérations de maintenance, de récolte de biomasse, etc.), et la définition de modèles économiques adaptés (valorisation de la biomasse, modèle d’exploitation de la biofaçade, propriété de la biofaçade et responsabilités légales associées).

Les perspectives majeures relatives à ce concept sont donc à la fois en termes d’ingénierie (conception de biofaçades adaptées aux conditions d’implantation, réduction des coûts de l’installation, contrôle et automatisation du système), de conduite de culture (maintien des optima de croissance en fonction de la variabilité des conditions solaires, robustesse et maintien sur de longues durées de la croissance…) que de développement de modèles économiques adaptés.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - IEA -   Buildings - Analysis.  -  (2022). https://www.iea.org/reports/buildings

  • (2) - KONSTANTOGLOU (M.), TSANGRASSOULIS (A.) -   Dynamic operation of daylighting and shading systems: A literature review.  -  In Renewable and Sustainable Energy Reviews. 60, (2016). – https://doi.org/10.1016/j.rser.2015. 12.246

  • (3) - D’AGOSTINO (D.), MAZZARELLA (L.) -   What is a Nearly zero energy building? Overview, implementation and comparison of definitions.  -  In Journal of Building Engineering. 21, (2019). – https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.10.019

  • (4) - ATTIA (S.), BERTRAND (S.), CUCHET (M.), YANG (S.), TABADKANI (A.) -   Comparison of Thermal Energy Saving Potential and Overheating Risk of Four Adaptive Façade Technologies in Office Buildings.  -  In Sustainability. 14, [10] (2022). – https://doi.org/10.3390/su14106106

  • (5) - ROSSEINSKY (D.R.), MORTIMER (R.J.) -   Electrochromic Systems and the Prospects for Devices.  -  In Advanced Materials. 13, [11] (2001). – https://doi.org/10.1002/1521-4095 (200106)13:11<783::aid-adma783>3.0.co;2-d

  • ...

1 Brevets

A.LEGENDRE, N.DESMAZIERES, J.LEGRAND, J.PRUVOST, Mur Rideau intégré servant à la production industrielle optimisée de microalgues en façades de bâtiments, Brevet français FR2012/051704 publié le 24/01/13. Brevet international WO 2013011240. Licencié à XTU Architectes.

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2 Annuaire

Laboratoire GEPEA – GEnie des Procédés Environnement – Agroalimentaire. https://www.gepea.fr/

Plateforme AlgoSolis, https://www.algosolis.com

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