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[2007-09] Utilisation de micro algues comme puits à CO2 : proposition d’un procédé de culture intensif et examen des voies de valorisation de la biomasse produite

Coordinateur : Arsène Isambert - Ecole Centrale Paris (LGPM)

Contexte scientifique

L’Europe s’est donnée des objectifs exigeants en matière de diminution des gaz à effet de serre. Chacun des pays membres s’est engagé sur un calendrier de réduction des émissions. Le gaz carbonique est particulièrement visé. Ses principaux producteurs sont les transports et l’activité industrielle. Dans cette dernière, les procédés de production d’énergie (chaleur, froid, électricité,…) se font particulièrement remarqués. Ces productions sont pour la plupart très décentralisées (cités HLM, co-propriétés,…). Le premier volet de toute action va être de réduire les émissions de CO2. Au-delà, dans la perspective du développement du marché des droits à polluer, de nombreuses recherches sont développées sur le thème de la capture et de la séquestration du CO2. La voie que nous proposons se place dans une autre perspective : celle de l’innovation à travers la valorisation d’une partie du CO2 produit.

Les microalgues sont des microorganismes unicellulaires fonctionnant selon le principe de la photosynthèse. Elles utilisent le CO2 comme source de carbone pour leur croissance et leur multiplication. Dans les océans, elles constituent le niveau de départ de la chaîne alimentaire. Certaines se développent aussi en eau douce. Les limites de leur utilisation pour l’élimination du CO2 tiennent dans le fait qu’elles sont peu tolérantes à de fortes concentrations en CO2, et que d’autre part, elles n’atteignent que des concentrations relativement faibles en solution.

L’objectif de ce travail est de contourner ces limitations en proposant de développer un procédé étagé, mettant en contact les fortes concentrations en CO2 et en algues, et à l’inverse les faibles concentrations en CO2 et en algues, par une circulation à contre-courant. L’utilisation d’un procédé continu doit aussi permettre des rendements élevés en production de biomasse.

Toutefois, même si l’on ne vise pas à traiter la totalité du CO2, le développement de ce type de procédés nécessite d’examiner avec attention les débouchés de la biomasse produite. Certes, on peut envisager la production de molécules à haute valeur ajoutée, mais celle-ci risque de conduire à des volumes de production relativement limités. D’autres voies sont à considérer prioritairement : alimentation animale, pisciculture, alimentation humaine, amendement des sols, protection des cultures,…. Selon les applications retenues, des études expérimentales complémentaires devront être réalisées, pour quantifier par exemple, si l’on s’intéresse à l’alimentation animale, l’influence des conditions opératoires de production sur la qualité et la quantité de protéines contenues dans les algues.

En fonction des voies de valorisation de la biomasse, des procédures de séparation, purification et mise en forme devront être enfin étudiées, pour donner au procédé sa forme définitive.

Le débouché naturel de cette étude serait la réalisation d’une unité pilote sur site, en liaison avec un partenaire industriel, permettant de visualiser la capacité du procédé à atteindre ses objectifs, et donnant les outils nécessaires à une extrapolation du procédé à l’échelle industrielle.

Coordination : ISAMBERT Arsène

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