La culture en photobioréacteurs
La culture de spiruline en photobioréacteurs intéresse la recherche et se présente comme une solution innovante. Cette méthode est utilisée dans les laboratoires, dans certaines installations industrielles et pour la production locale en intérieur, au sein de grandes villes (ex. Algorapolis). Ce type de culture permet de produire de la spiruline de qualité, répondant à des normes spécifiques.
Le photobioréacteur : un système de culture optimisé pour la spiruline
Le photobioréacteur est un système de culture en milieu clos qui permet de contrôler précisément les conditions de croissance des micro-organismes. Cette technologie offre quelques avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de culture en bassins ouverts :
- Contrôle optimal des paramètres de culture (température, lumière, agitation).
- Protection contre les contaminations extérieures.
- Réduction de la consommation d'eau et des déchets générés.
Un contrôle précis de la température et de la lumière pour favoriser la croissance de la spiruline
La température et la lumière sont des facteurs clés pour la croissance de la spiruline. En effet, cette micro-algue nécessite une température comprise entre 25 et 38°C et une lumière (solaire ou artificielle) adaptée pour se développer convenablement. Grâce au photobioréacteur, il est possible de contrôler ces paramètres avec précision et de fournir à la spiruline les conditions optimales pour sa croissance.
Une culture en milieu clos pour éviter les contaminations
La culture de la spiruline en photobioréacteurs permet également de limiter les risques de contamination par des micro-organismes ou éléments indésirables (polluants, etc) présents dans l'environnement extérieur. Cela garantit la pureté de la spiruline produite, sans résidus ni polluants.
Source : ceva-algues.com
Les photobioreacteurs permettent la production urbaine de spiruline. Même en espaces restreints, en verticalisant la production, il est ainsi possible d'exploiter les espaces inutilisés tels que les toits ou les friches industrielles. Hermétiques à l'air ambiant, ces installations limitent les risques de contamination.
L'observation de la croissance de la spiruline grâce aux caméras
Afin de suivre le développement de la spiruline et d'optimiser les paramètres de culture, l'utilisation de caméras peut s'avérer très utile. Cette technologie permet d'observer de manière non invasive la croissance de la spiruline, ainsi que ses caractéristiques morphologiques et sa concentration en temps réel.
Le suivi en temps réel de la concentration de la spiruline
Grâce aux caméras, il est possible de mesurer la concentration de la spiruline dans le photobioréacteur en temps réel. Ce suivi permet d'ajuster les paramètres de culture et d'intervenir rapidement en cas de besoin pour favoriser la croissance de la spiruline et obtenir un rendement optimal.
L'étude des caractéristiques morphologiques de la spiruline
L'observation permet par ailleurs d'étudier les caractéristiques morphologiques de la spiruline, telles que sa taille, sa forme et sa structure. Ces données sont essentielles pour comprendre son processus de croissance et mesurer sa qualité.
La spiruline cultivée en photobioréacteurs : avantages et inconvénients
Outre ses avantages en termes de contrôle et de productivité, la culture de la spiruline en photobioréacteurs présente également d'autres caractéristiques :
- Produire à grande échelle : cette technologie permet de mettre en place des unités industrielles à haut rendement qui accélèrent toutes les étapes de production de la spiruline.
- Réduction de la consommation d'eau : le système en milieu clos limite l'évaporation et permet ainsi de réduire la consommation d'eau nécessaire à la culture de la spiruline.
- Diminution des déchets générés : contrairement aux méthodes traditionnelles de culture en bassins ouverts, le photobioréacteur génère moins de déchets solides et liquides issus de la production de spiruline.
- Moindre impact sur les écosystèmes locaux : en évitant les contaminations extérieures, la culture en photobioréacteurs limite également les risques de pollution et d'impact sur les écosystèmes environnants.
- Des perspectives pour les écosystèmes fermés (ex. compartiment photoautotrophe de MELiSSA).
Notre usine va justement lever les contraintes techniques de l'artisanat, le process industriel permettant de réduire les risques de contamination, de stabiliser la quantité de production, d'accélérer un processus de récolte chronophage, de contrôler les paramètres de culture - température, pH, nutriments apportés - et de cultiver la spiruline toute l'année. Quentin Falcomer - Startup Inblue
Bien que cette technologie présente certains avantages en termes de contrôle de la qualité, de la production et de la flexibilité, elle n'est pas sans inconvénients :
- Coût élevé : ce sont des équipements sophistiqués qui nécessitent des investissements importants. Les coûts de production de la spiruline en photobioréacteurs sont donc généralement plus élevés que ceux de la culture en bassin classique.
- Consommation d'énergie : ils nécessitent, pour la croissance de la spiruline, des sources d'énergie pour maintenir une lumière artificielle et une température d'eau à des niveaux optimaux. Les bilans énergétiques de ce système restent discutables.
- Capacité limitée : les photobioréacteurs ont une capacité limitée par rapport aux bassins de culture. Il semble difficile de produire de grandes quantités de spiruline en utilisant cette méthode.
- Technologie encore nouvelle : nécessité d'évaluer les performances techniques et environnementales d'une telle production. Des questionnements sur les interactions entre les mécanismes de concentration du carbone et la photosynthèse.
La production de spiruline en photobioréacteurs présente des avantages indéniables pour la recherche et la science, mais pour la consommation humaine, la méthode la plus conservatrice, la plus accessible et la plus traditionnelle reste la culture en bassins. En bassins, les conditions de développement sont quasi identiques à l'environnement naturel de la spiruline sauvage. De plus, cette méthode, aujourd'hui bien maitrisée, est davantage durable, car elle utilise moins d'énergie et de ressources.
Références :
- Laifa, R. (2022). Performances techniques et environnementales d'un photobioréacteur solaire pour la production de la Spiruline (Doctoral dissertation, Toulouse, INSA).
- Cascallo, A. (2000). Conception, contrôle et fonctionnement d'un photobioréacteur pour la culture en mode continu de la cyanobactérie Spirulina platensis (Doctoral dissertation, Compiègne).
- CORNET, J. F. (1998). Les photobioréacteurs. Biofutur (Puteaux), (176), 1-10.
- Cornet, J. F., Dussap, C. G., & Gros, J. B. (1998). Kinetics and energetics of photosynthetic micro-organisms in photobioreactors: application to Spirulina growth. Bioprocess and algae reactor technology, apoptosis, 153-224.
- Pruvost, J., & Cornet, J. F. (2012). Knowledge models for the engineering and optimization of photobioreactors.
- Image : https://www.ceva-algues.com/document/les-microalgues-en-alimentation-et-sante/
J'explore depuis près de 20 ans les publications de la littérature scientifique qui concernent la spiruline, ses composants et plus largement, les microalgues. Je m'efforce de fournir des articles sourcés et régulièrement vérifiés en fonction des nouvelles données de la recherche.
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