production solaire de micro-organismes photosynthétiques à vocation bioénergétique

Programme de recherche LipAlg

Préambule

Bien que ne touchant pas directement la problématique de Biosolis, le programme LipAlg s'inscrit dans la volonté à terme d'utiliser les microalgues comme source d'énergie. Une page lui est dédiée.

Programme LipAlg - "Production de lipides par microalgues : diversité et influence des conditions de culture".

LipAlg est un programme de recherche du CNRS (programme interdisciplinaire ENERGIE).

Participants : Université de Nantes (GEPEA), CEA (LB3M, Gilles Peltier), Université de Brest (CEMCA, Yanic Marty)

Responsable du programme : Jérémy Pruvost (GEPEA)

Contexte de l'étude

L’augmentation constante de la demande en pétrole conjuguée à son épuisement annoncé et les conséquences sur le climat causées par la génération de CO2 nécessitent de rechercher de nouvelles formes d’énergies renouvelables. Parmi les différentes options envisageables, les microalgues présentent un potentiel élevé pour la production de biodiésel via leur production à grande échelle. Cette bioressource se caractérise toutefois par sa grande diversité, le nombre d’espèces étant estimé à plusieurs centaines de milliers. Ainsi, même si certaines de ces microalgues sont aujourd’hui envisagées comme nouvelle source de lipides pour leur rendement de production supérieur aux plantes oléagineuses, les lipides synthétisés peuvent être de nature diverse aussi bien du point de vue des classes de lipides synthétisés que de leur composition en acides gras.

Objectifs du programme

Le caractère innovant de ce projet réside dans la volonté d’étudier les profils lipidiques complets de différentes souches de microalgues dans la perspective d’une valorisation multiple des lipides produits, notamment pour des applications en tant que biodiesel ou biokérosène. Les espèces ont été choisies parmi les algues d’eau douce et d’eau de mer afin d’obtenir des profils d’acide gras différents. La biodiversité est également étudiée en s’intéressant plus spécifiquement au genre Chlamydomonas. Les changements dans les profils lipidiques (répartition par classes de lipides) en fonction de conditions de culture seront étudiés. Les triglycérides (TAG) à vocation bioénergétique seront considérés en priorité et on cherchera à en optimiser leur production en photobioréacteur ainsi que leur extraction en aval. La composition en acides gras des différentes classes de lipides (glycolipides, phospholipides, triglycérides) est également analysée. Cette caractérisation complète des profils lipidiques de diverses microalgues soumises à des conditions de culture variables devrait permettre d’envisager de nouvelles voies de valorisation de la biomasse.

Recherche de protocoles de production de lipides en photobioréacteurs

Démarche générale

Le projet repose sur une approche pluridisciplinaire biologie-chimie-génie des bioprocédés, en allant de l'étude des mécanismes physiologies et de la biodiversité, à la production en photobioréacteurs, en passant par la chimie des lipides.

Participants au programme

Trois laboratoires sont associés dans le projet :

- Le LB3M (Laboratoire de Bioénergétique et Biotechnologie des Bactéries et Microalgues) s’intéressera tout particulièrement à définir les voies métaboliques de production des classes de lipides et à étudier la biodiversité des microalgues sur ce point,

- Le laboratoire GEPEA (Génie des procédés – environnement – agro-alimentaire) s’occupera des caractérisations en photobioréacteurs, afin d’accéder aux productivités (biomasse, lipides donnés) mais également étudier la relation entre paramètres appliqués et profils lipidiques obtenus, en vue d’une meilleure compréhension du métabolisme et de la mise en place d’un forçage physiologique.

- Le laboratoire CEMCA (Chimie – électrochimie moléculaire et Chimie analytique) apportera son expertise dans l’analyse des compositions lipidiques, appliquée ici aux diverses souches sélectionnées pour ce projet. L’objectif sera de mettre en place une analyse précise, moléculaire, classe par classe, acides gras par acides gras, des différents lipides produits, modifiés, etc.

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