Les microalgues : des micro-organismes à fort potentiel

Les microalgues et les cyanobactéries sont des micro-organismes unicellulaires qui ont la capacité de photosynthétiser. Autrement dit, ils sont capables de générer de la biomasse organique à partir du CO2 et de la lumière, en utilisant l’eau comme donneur d’électrons en l’oxydant en O2 .

Les microalgues et les cyanobactéries diffèrent sur de nombreux aspects, notamment sur le fait que les premiers sont des eucaryotes et les seconds des procaryotes (cf Graham et Wilkox [1]). Ils ont des besoins nutritionnels différents : de nombreuses cyanobactéries peuvent fixer le N2 atmosphérique, tandis que les microalgues ont besoin d’espèces azotées telles que le nitrate, l’ammoniac ou les acides aminés. Ils  développent tous deux en utilisant la lumière comme énergie et le CO2 comme source de carbone.

Les microalgues, des organismes :

  • Photoautotrophes : ces microalgues tirent leur énergie du soleil et du carbone des composés inorganiques.
  • Photohétérotrophes : elles tirent leur énergie du soleil et utilisent des composés organiques comme source de carbone.
  • Mixotrophes : d’autres microalgues (la spiruline en fait partie) sont capables de croître dans des processus autotrophes et hétérotrophes, de sorte que la source d’énergie est à la fois la lumière et la matière organique. Le carbone est obtenu à partir de composés organiques et de CO2.
  • Hétérotrophes: les composés organiques fournissent à la fois l’énergie et la source de carbone. Autrement dit, il existe en
    effet des algues qui peuvent se développer en l’absence de lumière. (c’est le cas de la chlorelle).

L’identification des microalgues :

Les microalgues sont classées notamment en genre et espèce. Fondamentalement, lorsque l’on a un nom à deux mots tel que « Spirulina platensis », on a le genre et l’espèce. Ce sont les informations nécessaires notamment pour pouvoir connaître les besoins nutritionnels d’une microalgue et mettre en place un milieu de culture adapté.

Toutes les microalgues de la même espèce sont essentiellement les mêmes dans presque tous leurs aspects biochimiques. Cependant, des différences plus ou moins mineures peuvent se produire : lorsqu’il faut distinguer des microalgues de la même espèce, on parle de « souches ».

Les microalgues : des organismes essentiels à la vie sur Terre

Les microalgues, en tant qu’organismes photosynthétiques, sont essentielles au maintien de la vie à sur Terre. Elles sont la principale source de production photosynthétique sur la planète.

En tant qu’organismes unicellulaires, ils ont une capacité de croissance et de génération de biomasse beaucoup plus grande que les plantes, car ils n’ont pas besoin de s’enraciner ou de générer des structures de reproduction, ce qui leur permet de se dupliquer en quelques heures.

Les microalgues ont une composition biochimique complexe en raison de la présence de l’appareil photopsynthétique, ce qui leur confère une grande richesse en pigments et en composants tels que les acides polyinsaturés à longue chaîne. Il en résulte une teneur élevée en substances de grande valeur, tels que les caroténoïdes, la lutéine et l’astaxanthine etc. En tant que piégeurs de CO2 et assimilateurs d’azote, ils sont également une source durable de biocarburants [2] et de biofertilisants.

Enfin, les microalgues sont capables d’ajuster leur composition biochimique aux conditions de culture. Par exemple, des niveaux de lumière élevés augmentent l’accumulation de certains caroténoïdes et l’ajout d’ammoniac augmente la teneur en phycobiliprotéines de la spiruline

Cette « plasticité métabolique » favorise non seulement l’adaptation des microalagues aux systèmes de culture, mais peut également être exploitée pour augmenter la proportion d’une certaine substance.

« On en fait tout un film – Melon Prod », dans le cadre de l’exposition « Nantes Saint-Nazaire petite planète ».

Transcription de la vidéo :

Si l’on parle plus spécifiquement des microalgues, ça n’existe pas vraiment, c’est un ensemble de végétaux aquatiques, photosynthétiques, c’est un monde absolument pharamineux, bien plus large que toutes les plantes terrestres.

Toutes les applications que vous connaissez déjà sur des plantes terrestres; nous pouvons les envisager avec des microalgues. L’aquaculture, nourrir des poissons, des crevettes, des huitres… avec une nourriture qui sont les microalgues.

Nous avons développé un ensemble de photobioréacteurs dans lesquels nous cultivons des microalgues pour l’aquaculture.
Sachant les cultiver nous sommes capables après d’aller les exploiter : pourquoi ne pas aller chercher une molécule particulière pour la pharmacie, pour la cosmétique, là il est clair qu’une grande partie des crèmes que vous achetez communiquent sur leur composition en microalgues, ou ce que l’on va trouver pour l’énergie par exemple, qui est le grand boom international actuel.

Une des plus grande réussite qui n’est pas encore Européenne, j’espère qu’elle ne va pas tarder, c’est la fourniture de toutes ces fameuses huiles, Oméga 3 et Oméga 6 que les algues sont capables de synthétiser.

Quand on parle de culture de microalgues, on ne parle pas de récolte, on ne va pas être amené à récolter des microalgues, et ainsi appauvrir l’océan. Au contraire, on va prélever des spécimens, des exemplaires de ce qui nous intéresse, et après à terre, hors sol, on les met en culture.

On a une solution de culture végétale absolument extraordinaire avec les microalgues. On peut envisager qu’au 21ème ou 22ème siècle, on fera de très grandes cultures de microalgues, on produira une biomasse très importante, qui sera dédiée à l’alimentation humaine ou animale. Si tous les écueils, tous les verrous, qu’on envisage sur le biocarburant sont levés par les efforts de recherche, pourquoi pas avoir du biodiesel, ou des biogaz issues des microalgues.

Il y a un futur au niveau des microalgues, dans l’alimentation, l’énergie, l’industrie, la cosmétique, la santé. Cette utilisation de matière végétale qui est déjà existante a un futur évident.


Références :
  • [1] Graham, L. E., & Wilcox, L. W. (2000). Introduction to the algae: occurrence, relationships, nutrition, definition, general features. Algae, Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ.
  • [2] Brennan, L., & Owende, P. (2013). Biofuels from microalgae: towards meeting advanced fuel standards. In Advanced biofuels and bioproducts (pp. 553-599). Springer, New York, NY.

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