production solaire de micro-organismes photosynthétiques à vocation bioénergétique

Programme de recherche Biosolis

Introduction générale : photobioréacteurs et microalgues

Utiliser la photosynthèse pour produire de façon renouvelable une biomasse riche en composés valorisables est plus que jamais d’un intérêt évident pour relever les grands enjeux de notre planète : ressource alimentaire (nouvelle source de protéines, de lipides d'intérêts type omega-3...), dépollution d’effluents (fixation de CO2) et recyclage de l’eau (fixation de nitrates, de phosphates), ressource renouvelable d’énergies (biomasse, biodiesel, H2...). Dans ce contexte, les microorganismes photosynthétiques (microalgues et cyanobactéries) ont des capacités intrinsèques qui les positionnent favorablement aux végétaux supérieurs : meilleur rendement de conversion, diversité importante des espèces et donc des applications potentielles.

Potentiels de production en fonction du principe technologique de culture (optimum théoriques calculés pour un réacteur idéal et à l'équateur avec 4380 h de soleil par an)

(Crédits : JF Cornet - LGCB)

Cette bioressource est toutefois très spécifique, et sa production s’écarte des cultures agricoles traditionnelles, du fait en grande partie d’une croissance en milieu aqueux. Les systèmes de culture utilisés sont alors très spécifiques, allant du système extensif quasi-naturel (lagunage) aux photobioréacteurs intensifiés à fort niveau de contrôle. La culture à grande échelle repose aujourd’hui en grande partie sur des procédés extensifs type lagunes ou raceways. Bien que de faibles coûts d'investissement, les performances atteintes sont en-deçà du potentiel réel de production des microalgues,  et le faible contrôle des systèmes limite les applications à quelques espèces robustes. Pour pouvoir tendre vers ces rendements théoriques, et exploiter pleinement les nombreuses valorisations possibles des algues, il sera nécessaire de franchir encore un pallier de performances, et donc un gap technologique. Pour pouvoir rester rentable, ce pallier de performances devra compenser le coût plus élevé du système alors développé. C'est tout l'enjeu du programme Biosolis.

Pour mener à bien cet objectif, le programme Biosolis regroupe des partenaires scientifiques et industriels disposant d'une longue expérience dans la modélisation et l'ingénierie des photobioréacteurs, l'optimisation de l'utilisation de la ressource solaire (aspects thermiques et optiques), et l'intensification de procédés. Il intègre donc les dernières innovations dans chacun des domaines concernés, qui se concrétisent ici dans le développement de deux nouvelles technologies représentant chacune les deux possibilités d'utilisation biologique de la ressource solaire, à savoir la captation directe et la captation-dilution.


Ce site internet présente quelques aspects du programme Biosolis (dans la limite de confidentialité permise !) et de façon plus générale, quelques notions sur la problématique de la production solaire de microorganismes photosynthétiques.

 

Pour l’équipe de Biosolis


Jeremy Pruvost, coordinateur du projet.

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