Biomasse algale: vers de nouvelles utilisations en tant que denrées alimentaires, aliments pour animaux et carburant
SOLENALGAE (Improving photosynthetic solar energy conversion in microalgal cultures for the production of biofuels and high value products), un projet financé par le Conseil européen de la recherche (CER), a étudié la façon dont la production de biomasse dans les microalgues pourrait être améliorée en rendant plus efficace le processus de conversion de l’énergie lumineuse en biomasse. «En tant qu’organismes photosynthétiques, les microalgues présentent un grand potentiel pour la production de biomasse durable: contrairement aux autres sources de biomasse, elles ne sont pas en concurrence avec les cultures vivrières pour les sols arables. De plus, elles absorbent le CO2, réduisant ainsi les émissions de carbone, ainsi que les nutriments des eaux usées», explique Matteo Ballottari, professeur agrégé de physiologie végétale à l’Université de Vérone et chercheur principal de SOLENALGAE. Cependant, pour exploiter pleinement ce potentiel, la productivité du processus de photosynthèse des algues devra être stimulée. Le mécanisme de conversion de la lumière en biomasse des microalgues, qui a naturellement évolué pour assurer leur survie, ne produit pas suffisamment de biomasse pour permettre des applications industrielles. L’équipe de SOLENALGAE a entrepris d’analyser la base moléculaire du processus de photosynthèse et a testé différentes stratégies pour contourner ses limitations. Elle a réussi à créer des souches de microalgues dont l’efficacité photosynthétique a été améliorée, ce qui a permis d’augmenter de 30 % la productivité de la biomasse.
Des avantages pour la santé humaine
Les chercheurs ont également découvert comment produire l’une des molécules antioxydantes les plus puissantes présentes dans la nature. Ils ont développé un nouveau procédé (qui était au centre du précédent projet ASTAOMEGA de démonstration de faisabilité financé par le CER), actuellement en cours de brevetage, pour la production d’astaxanthine et d’oméga-3 dans les algues marines. «L’astaxanthine est une molécule très demandée sur le marché, en particulier pour l’alimentation animale ou comme nutraceutique pour l’homme, avec un prix estimé à plusieurs milliers d’euros par kilogramme», explique Matteo Ballottari. «Cela signifie que les microalgues pourraient être utilisées à l’échelle industrielle selon des procédés durables pour produire de nouveaux aliments et des produits de grande valeur pour la santé humaine, tels que des antioxydants, des oméga-3 ou même des médicaments et des vaccins.» Les prochaines étapes nécessaires pour y parvenir consisteront à mettre au point des procédures industrielles pour la culture de ces organismes pour lesquelles les dépenses sont élevées. Les incitations sont suffisamment nombreuses pour y parvenir, fait remarquer Matteo Ballottari: «L’augmentation de la productivité de la biomasse et des lipides et le développement de produits de grande valeur comme l’astaxanthine, obtenus au cours de ce projet, contribueront à réduire le déséquilibre entre les coûts et la valeur marchande des applications des microalgues.»
Un nouvel espoir pour les biocarburants «verts»
Les applications potentielles pour la production de biocarburants constituent un autre aspect important de SOLENALGAE. En plus de l’amélioration de la productivité de la biomasse, l’équipe du projet a pu développer des souches d’algues marines avec un accroissement de près de 80 % des lipides, une macromolécule qui est essentielle à la production du biocarburant. Ils ont également proposé un nouveau procédé permettant de réduire le coût de la culture des microalgues en recyclant les nutriments des eaux usées, ce qui augmente encore la productivité des lipides. Matteo Ballottari met toutefois en garde contre le fait que la production de biocarburants reste l’application la plus difficile pour les microalgues: «Il convient de noter que la durabilité de la production de biocarburants à base de microalgues nécessite encore des travaux supplémentaires, combinant de nouvelles applications biotechnologiques et la conception de processus d’ingénierie intelligente.» Pour ce qui est de l’avenir, Matteo Ballottari ajoute que l’équipe est maintenant sur le point de mettre sa technologie sur le marché. Des négociations sont en cours entre l’Université de Vérone et plusieurs entreprises privées en vue de lancer une start-up dédiée. Afin d’explorer pleinement le potentiel des microalgues en tant que biomasse et biocarburant, il entend également développer davantage la coopération internationale sur ce sujet: «Les fonds du CER m’ont permis d’établir un solide réseau scientifique avec d’autres laboratoires en Europe, aux États-Unis et en Asie. Mon plan consiste à renforcer ces collaborations pour mener des recherches scientifiques de haut niveau, en mettant notamment l’accent sur le développement des microalgues en tant que nouveaux aliments pour une nutrition humaine durable et saine.»
Mots‑clés
SOLENALGAE, microalgues, biocarburants, biomasse, antioxydant, astaxanthine, nutraceutique, nouveaux aliments, produits à haute valeur