Valorisation industrielle des microalgues photosynthétiques

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Valorisation industrielle des microalgues photosynthétiques

Auteur(s) : Antoinette KAZBAR, Imma GIFUNI, Christophe LOMBARD, Benoit DEGRENNE, Jérémy PRUVOST, Olivier LéPINE

Date de publication : 10 décembre 2021 | Read in english

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RÉSUMÉ

Les microalgues apparaissent comme une bioressource végétale originale, offrant un potentiel applicatif qui tend à s’affirmer dans de nombreux domaines. Outre une biochimie très diversifiée ouvrant sur de nombreux usages, la croissance photosynthétique en systèmes de culture dédiés permet d’y associer une stratégie de valorisation de déchets : les effluents de diverses sources industrielles peuvent être convertis en une biomasse valorisable. Cet article détaille les principaux procédés utilisés, de la production de biomasse à la valorisation en composés d’intérêts. Différents exemples industriels sont présentés, ainsi que la réglementation associée aux usages alimentaires.

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AUTEUR(S)

  • Antoinette KAZBAR : Docteur - Chef de Projets et Ingénieur de Recherche, AlgoSource Technologies, - Saint-Nazaire, France

  • Imma GIFUNI : Docteur - Chef de Projets et Ingénieur de Recherche, AlgoSource Technologies, - Saint-Nazaire, France

  • Christophe LOMBARD : Docteur – Ingénieur - Responsable Culture et Intégration Industrielle, AlgoSource Technologies, - Saint-Nazaire, France

  • Benoit DEGRENNE : Docteur - Chef de Projets et Ingénieur de Recherche, AlgoSource Technologies, - Saint-Nazaire, France

  • Jérémy PRUVOST : Professeur à l’université de Nantes - Laboratoire GEPEA, UMR 6144, Nantes Université/IMT Atlantique/Oniris - CNRS, Saint-Nazaire, France

  • Olivier LéPINE : Directeur général - AlgoSource Technologies Saint-Nazaire, France Alpha Biotech Assérac, France

 INTRODUCTION

Le terme « microalgues » regroupe de façon générale les microorganismes photosynthétiques de quelques microns à quelques dizaines de microns se développant en milieu aqueux. Outre les microalgues proprement dites, cette famille englobe les cyanobactéries (dont fait partie la spiruline) également valorisées industriellement. Connues pour constituer le phytoplancton dans les océans, les microalgues représentent une ressource biologique émergente d’intérêt industriel croissant. Les microalgues sont riches notamment en protéines, lipides ou en molécules particulières aux activités biologiques fortes ou aux propriétés fonctionnelles originales, leurs produits d’intérêts sont donc variés. Ceux-ci, combinés à des rendements de production en surface en général plus élevés que pour les ressources agricoles conventionnelles, offrent des alternatives pertinentes, aussi bien comme nouvelle source alimentaire que comme matière première végétale pour des substituts à des produits pétro-sourcés.

La production mondiale en 2020 est estimée à quelques dizaines de milliers de tonnes par an (en biomasse sèche). La valorisation principale actuelle des microalgues s’effectue dans le secteur alimentaire, directement sous forme sèche ou intégrée comme ingrédient dans des formulations alimentaires. Leur teneur est souvent élevée en composés originaux, comme les pigments. Pour cette raison, la valorisation s’est développée également dans les industries nutraceutiques, pharmaceutiques et cosmétiques sous forme d’extraits enrichis en molécule d’intérêt. Plus de 30 % de la production mondiale de microalgues est également destinée à l’alimentation animale (et notamment aquacole). Ce secteur en pleine diversification voit ainsi la commercialisation croissante de produits dérivés des microalgues. Cela concerne notamment la demande mondiale en acides gras polyinsaturés et caroténoïdes (astaxanthine, β-carotène, lutéine), actuellement très convoités par les industriels. D’autres marchés sont émergents, comme les bioplastiques, les matériaux composites, la chimie fine, les fertilisants et les biocarburants de 3 e génération. L’intérêt pour les microalgues concerne également le secteur de la phyto-remédiation pour l’épuration des nutriments et des métaux contenus dans les eaux usées, ainsi que les bioprocédés de valorisation de chaleur fatale et du gaz carbonique issu de fumées industrielles.

Depuis les années 1980, la production commerciale s’est concentrée sur quelques espèces de microalgues, parmi lesquelles Arthrospira platensis et Arthrospira maxima appelée communément spiruline (protéine alimentaire, antioxydant), Haematococcus pluvialis...

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