INFLUENCE DES CONDITIONS DE CULTURE D ALGUES …de la synthèse d'acide hyaluronique, agent d'élasticité de la peau (Hirayama et al. , 1993). De ce point de vue, l'ulvane d'Ulvales

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Centre d'étude et de valorisation

des algues

Mémoire de fin d’études Pour l’obtention du Mémoire de fin d’études Spécial isation halieutique

d’Agrocampus Ouest

INFLUENCE DES CONDITIONS DE CULTURE D 'ALGUES

MARINES DE L 'ORDRE DES ULVALES SUR LEUR CROISSANCE

ET LEUR COMPOSITION

Présenté par : Champenois, Jennifer Soutenu le : 9 Septembre 2009

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Centre d'étude et de valorisation des algues

Mémoire de fin d’études

Pour l’obtention du Mémoire de fin d’études Spécial isation halieutique d’Agrocampus Ouest

INFLUENCE DES CONDITIONS DE CULTURE D 'ALGUES

MARINES DE L 'ORDRE DES ULVALES SUR LEUR CROISSANCE

ET LEUR COMPOSITION

Présenté par : Champenois, Jennifer Soutenu le : 9 Septembre 2009 Devant le Jury M. Jean-François Sassi, CEVA, Pleubian. M. Raymond Kaas, Ifremer, Nantes. Mme Catherine Guérin, Agrocampus Ouest, Rennes. M. Hervé Le Bris, Agrocampus Ouest, Rennes.

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REMERCIEMENTS Je voudrais tout d'abord remercier Dominique Duché, directeur du CEVA, et Yannick Lerat, responsable du service Valorisation, de m'avoir offert la possibilité de réaliser ce stage de fin d'études, expérience qui s'est révélée très enrichissante et formatrice. Je remercie infiniment mon maître de stage Jean-François Sassi, pour son encadrement, ses conseils, son implication et son enthousiasme pour le sujet, qui m'ont permis de toujours aller au cœur de mes questionnements, et de travailler dans la plus grande rigueur. Je le remercie également pour sa disponibilité et sa grande sympathie. Je tiens à remercier très sincèrement Patrick Golven, du service Culture, et Nathalie Viller, Nelly Le Pen et Michel Guillou, laborantins, pour leur aide plus que précieuse tout au long de ce projet. Je remercie également l'ensemble des membres du CEVA et notamment Yves Lelong, Tristan Le Goff, Danielle Ollivier, Laurence Gautier Billon, Elizabeth Deboise, François Loréal et Nicolas Blouet, pour leur accueil chaleureux et leur sympathie tout au long de ces 6 mois. Je n'oublie pas non plus mes collègues de stage, Charline, Pierre, Antoine, Damien, Gaëlle, Alexandra, et tout particulièrement Sophie, pour sa contribution à mon projet. Sans eux, l'ambiance n'aurait sûrement pas été aussi agréable ! J'ai également une pensée pour Martine, qui a toujours su trouver les bons mots dans les moments difficiles. Merci énormément à Vincent, pour ses précieux conseils en statistiques (!) mais surtout pour son soutien et sa présence à mes côtés. Enfin mille mercis à toute ma famille qui a toujours cru en moi et m'a toujours encouragée depuis toutes ces années.

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TABLE DES MATIERES CONTEXTE ET OBJECTIFS....................................................................................................6 MATERIEL ET METHODES....................................................................................................8

A. Matériel biologique .............................................................................................................8 B. Culture des algues...............................................................................................................9 C. Récolte et traitement des algues.........................................................................................11 D. Analyses sur l'algue...........................................................................................................11 E. Extraction des ulvanes.......................................................................................................11 F. Analyses sur l'extrait d'ulvane...........................................................................................12 G. Traitement statistique.......................................................................................................12

RESULTATS ET DISCUSSION.............................................................................................13

A. Taux de croissance des algues et niveaux de production ....................................................13

1. Variabilité interspécifique.............................................................................................13 2. Influence de la lumière..................................................................................................14 3. Influence de l'enrichissement du milieu........................................................................14 4. Influence de la durée de culture sans renouvellement de l'eau .....................................15 5. Influence de l'obscurité .................................................................................................16

B. Composition des algues......................................................................................................17 1. Matière sèche, matière minérale, matière organique ....................................................17 2. Azote, protéines et chlorophylles a, b et totale.............................................................18 3. Soufre et métabolites sulfatés .......................................................................................21 4. Profils des sucres...........................................................................................................22

C. Rendement et efficacité d'extraction des ulvanes...............................................................24 1. Rendement d'extraction.................................................................................................24 2. Efficacité d'extraction ...................................................................................................25

D. Composition des ulvanes extraits.......................................................................................26 1. Matière sèche, matière minérale, matière organique ....................................................26 2. Azote et protéines ........................................................................................................27 3. Soufre et métabolites soufrés........................................................................................28 4. Profils des sucres...........................................................................................................29 5. Masse molaire de l'ulvane.............................................................................................31

E. Bilan sur la variabilité interspécifique...............................................................................32 CONCLUSION.........................................................................................................................34 BIBLIOGRAPHIE....................................................................................................................36

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GLOSSAIRE Acides uroniques : oses carboxylés, composés chimiques obtenus par oxydation du dernier carbone des sucres simples Amyloglucosidase : enzyme coupant les liaisons α(1,4) et α(1,6), de l'amidon notamment Anti-thrombotique : contre la formation d'un caillot sanguin dans une artère ou une veine Büchner : entonnoir en porcelaine, utilisé pour la filtration sous vide CEVA : Centre d'Etudes et de Valorisation des Algues Culture semi-continue : toute la biomasse n'est pas récoltée, une partie est gardée pour poursuivre la culture Cycle digénétique isomorphe : comprend deux générations (une sporophytique et une gamétophytique) qui se ressemblent morphologiquement Diafiltration : système de purification d'un mélange à travers une membrane poreuse Distromatique : constitué de deux couches de cellules DMSP : diméthylsulfoniopropionate Eau ultra-pure : eau déminéralisée, utilisée pour les analyses laboratoires Épiphyte : organisme végétal vivant sur un végétal (ici c'est une algue vivant sur une autre algue) Étuve : enceinte chauffante Haveneau : filet à maille formant une poche et équipé d'un manche (syn. : épuisette) Hétéropolysaccharide : polysaccharide constitué de sucres différents Homopolysaccharide : polysaccharide constitué majoritairement d'un ou deux sucres HPLC : chromatographie liquide haute performance (de l'anglais "high performance liquid chromatography") Hydrolyse : décomposition d'une liaison chimique d'un corps par fixation des ions H+ et OH-

provenant de la dissociation l'eau Lyophilisation : technique de déshydratation d'un échantillon préalablement congelé par sublimation de l'eau qu'il renferme (l'eau passe directement de l'état solide à l'état gazeux) M : mol/L

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Matière minérale : partie non organique d'un échantillon Matière organique : partie carbonée d'un échantillon, produite en général par des êtres vivants, végétaux, animaux ou micro-organismes Matière sèche : partie non hydratée d'un échantillon Méthanolyse : décomposition d'une liaison chimique par l'action du méthanol Monostromatique : constitué d'une seule couche de cellule Nano-composite : composite constitué de nano-objets (objets dont la taille est de l'ordre du nanomètre) incorporé dans une matrice d'oxyde ou de polymère NM : nanomètre (10-9 m) Oligoulvane : ulvane de faible degré de polymérisation (typiquement < 50) produit de la dégradation chimique ou enzymatique de l'ulvane Opportuniste : qui tire le meilleur parti des circonstances Polysaccharide : polymère formé d'un certain nombre d'oses (ou sucres) Promoteur : molécule qui va permettre l'expression d'un gène R&D : Recherche et Développement RID : détecteur à indice de réfraction (de l'anglais "Refractive Index Detector") Trégor-Goëlo : partie littorale Nord-Ouest des côtes d'Armor, de Binic à Lannion Ultrafiltration : système de concentration d'un mélange à travers une membrane poreuse. Pour notre étude, l'extrait à été purifié sur une membrane à seuil de coupure 10 kDalton : tous les éléments de taille inférieure à 10 kDa sont éliminés du mélange Ulvane : polysaccharide contenu dans la paroi des algues vertes Ulva sp. µE/m²/s : unité d'intensité lumineuse (équivalent aux µmol photons/m²/s)

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LISTE DES ANNEXES Annexe A : Composition de la solution fertilisante de Conway Annexe B : Evolution des conditions d'éclairement reçues sur la station expérimentale Annexe C : Suivi du pH au cours des expériences Annexe D : Suivi de la température au cours des expériences Annexe E : Taux de croissance et gains en matière sèche des algues U. obscura et U. armoricana Annexe F : Teneurs en MS, MM et MO des algues U. obscura et U. armoricana Annexe G : Teneurs en azote et en protéines des algues U. obscura et U. armoricana Annexe H : Teneurs en chlorophylle totale, ratios Chl b/Chl a et Chl tot/N des algues U. obscura et U. armoricana Annexe I : Teneurs en soufre total et sulfates des algues U. obscura et U armoricana Annexe J : Profil des sucres des algues U. obscura et U. armoricana Annexe K : Rendements et efficacité d'extraction des ulvanes d'U. obscura et d'U. armoricana Annexe L : Teneurs en MS, MM et MO des ulvanes d'U. obscura et d'U. armoricana Annexe M : Teneurs en azote et en protéines des ulvanes d'U. obscura et d'U. armoricana Annexe N : Teneurs en soufre total et en sulfates des ulvanes d'U. obscura et d'U. armoricana Annexe O : Profil des sucres des algues U. obscura et U. armoricana Annexe P : Caractéristiques macromoléculaires des ulvanes d'U. obscura et d'U. armoricana Annexe Q : Suivi de la quantité totale de nitrates dans les bacs de culture d'Ulvaria obscura

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CONTEXTE ET OBJECTIFS

lors que le phénomène des marées vertes les rend impopulaires, les algues vertes peuvent pourtant se révéler particulièrement bénéfiques pour la santé et le bien-

être de l'homme notamment. Elles suscitent en effet, à l'heure actuelle, un intérêt croissant dans les secteurs de la R&D car la paroi de leurs cellules renferme des polysaccharides sulfatés, dont les propriétés technologiques et biologiques commencent à être bien décrites (Lahaye et Robic, 2007). Ces polysaccharides de paroi présentent des potentialités d'applications dans des domaines très variés comme la nutrition animale, la pharmacie, mais aussi l'agriculture ou encore la dépollution et les nano-composites. Prévention des pathologies en lien avec un dysfonctionnement du transit intestinal, traitement des ulcères gastriques, régulation du taux de cholestérol dans le sang, prévention des risques cardio-vasculaires, activités antithrombotique, antitumorale, anticoagulante, anti-virale (anti-herpès, anti-VIH démontrées in vitro), stimulation des défenses immunitaires, notamment chez les poissons et les plantes, etc. sont autant de vertus qui leur sont attribuées (Sun et al., 2007 ; Lahaye et Robic, 2007 ; Lee et al., 1999 ; Moll, non daté ; Robic, 2008).

Au cours de cette étude, nous allons nous consacrer aux algues vertes appartenant à l'ordre des Ulvales et à leurs extraits polysaccharidiques. Ces derniers seront désignés sous le terme générique d'ulvane, normalement réservé aux polysaccharides de paroi extraits à partir de Ulva sp. et Enteromorpha sp. (Cassolato et al, 2008).

Dans le cadre d'un projet soutenu par l'Agence Nationale de la Recherche, au titre du support à la recherche et aux innovations en biotechnologies, le CEVA souhaite plus précisément faire de l'ulvane et des oligo-ulvanes de nouveaux actifs cosmétiques. Ces polysaccharides présentent en effet un intérêt certain d'un point de vue cosmétique. Il sont constitués en majorité de rhamnose, sucre qui a un rôle avéré dans les communications intercellulaires (Andrès et al., 2006 ; Solabia, non daté). L'ulvane est également un promoteur de la synthèse d'acide hyaluronique, agent d'élasticité de la peau (Hirayama et al., 1993). De ce point de vue, l'ulvane d'Ulvales pourrait, par exemple, rentrer dans la composition de produits cosmétiques cutanés anti-âge.

Alors que les algues de marées vertes étaient jusque là peu valorisées (Chopin et al., 2001 ; Neori et al., 2004 ; Robic, 2008), les nouveaux débouchés industriels, envisageables avec l'extraction de l'ulvane, relancent l'intérêt qui leur est porté.

Cependant, au cours de sa thèse réalisée au CEVA et à l'INRA de Nantes, Audrey Robic (2008) a montré que les ulvanes extraits à partir d'ulves de marées vertes échouées sur les plages ont une composition très variable. De plus, les algues échouées présentent souvent un état de pourrissement avancé, et leur traitement après récolte est difficile du fait de la présence de sable. En résumé, les algues de marées vertes constituent une biomasse certes disponible mais difficilement exploitable par les industriels de la cosmétique.

Tout l'enjeu de mon travail de stage est de voir si, en cultivant ces Ulvales et en

contrôlant les conditions de culture, il serait possible de stabiliser et d'orienter leur composition et celle des ulvanes extraits. On s'affranchirait alors en plus des problèmes de récolte et de qualité des algues qui se posent lorsque l'on considère les algues de marée verte.

A

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A l'heure actuelle, les algues vertes utilisées en Bretagne sont cueillies à la main sur l'estran ou importées des pays asiatiques et sud-américains qui les cultivent. En France, l'algoculture est une activité très marginale et souvent annexe, alors qu'à l'échelle mondiale 90% des algues consommées ou transformées proviennent de l'algoculture (Ifremer, 2006). Pourtant, une véritable dynamique locale est constatée depuis quelques temps dans la région du Trégor-Goelo. L'algoculture est aussi envisagée comme une voie de reconversion possible des pêcheurs.

Ajoutons que, dans la volonté actuelle d'amélioration de la qualité des eaux côtières et de limitation de la prolifération des algues vertes, les différentes règlementations mises en place (Directive Nitrates du 12 décembre 1991 (Conseil des Communautés Européennes, 1991), Directive Cadre sur l'Eau du 23 octobre 2000 (Parlement européen, 2000)) devraient amener, à long terme, à la disparition des marées vertes. L'algoculture peut, au contraire, garantir aux industriels un approvisionnement régulier et durable dans le temps.

En outre, il ne faut pas voir dans l'algoculture une nouvelle source de pollution des baies. En effet, de nombreux auteurs ont montré que les algues vertes étaient capables d'utiliser efficacement les effluents des piscicultures, des stations d'épurations ou encore le lisier comme source d'éléments nutritifs pour leur croissance, et donc de jouer un rôle d'épurateur de l'environnement (Chopin et al., 2001 ; Lundberg et al., 1989 ; Neori et al., 2004). De cette observation est né, dans les années 1970, le concept d'aquaculture intégrée (Neori et al., 2004) ou aquaculture multitrophique intégrée (FAO, 2009), qui consiste en l'élevage de poissons ou de crevettes en parallèle de la culture d'algues. C'est une forme d'aquaculture qui se révèle doublement bénéfique puisqu'elle permet à la fois une épuration et un recyclage des effluents piscicoles ou crevetticoles, mais aussi l'utilisation de ces effluents pour produire de la biomasse algale. Cette dernière devient alors directement ou indirectement une source de revenus supplémentaire pour l'aquaculteur. Les algues peuvent en effet être vendues directement sur un marché mondial représentant plus de 7,2 milliards US$ en 2006 (FAO, 2009), marché qui, rappelons-le, est actuellement en pleine expansion vu les possibilités d'extraction de molécules aux propriétés intéressantes. Les algues peuvent également être utilisées comme base de l'alimentation pour l'élevage de brouteurs (ormeaux, oursins…) hautement valorisables. Alors que leur intérêt écologique mais aussi économique ne fait plus de doute, les pratiques d'aquaculture intégrée sont pourtant relativement peu répandues sur la surface du globe (Neori et al., 2004).

C'est dans ce contexte global que le CEVA a décidé de mener à travers mon stage des expériences de culture d'Ulvaria obscura et d'Ulva armoricana. Différentes conditions de culture ont été appliquées aux algues et leurs effets sur la croissance et la composition de la biomasse ont été mis en évidence. La caractérisation complète des ulvanes extraits à partir de ces algues a également été menée en parallèle au laboratoire. Ainsi, en comparaison avec le travail d'Audrey Robic (2008), qui portait sur des algues sauvages prélevées à différents endroits et différents moments dans le milieu naturel, on cherche à savoir si la composition des ulvanes et leur rendement d'obtention sont bel et bien contrôlables par les conditions de culture.

En résumé, cette étude vise à établir des conditions optimales de culture d'Ulvaria obscura et d'Ulva armoricana, conditions conduisant à une production de biomasse maximale et à un bon rendement d'extraction d'ulvanes de qualité et de composition stables.

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MATERIELS ET METHODES

A. Matériel biologique L'étude est menée sur deux espèces d'algues vertes de nos côtes, Ulvaria obscura

(anciennement connue sous le nom de Monostroma obscura, Pádua et al., 2004) et Ulva armoricana (voir Figure 1). Elles appartiennent à l'ordre des Ulvales qui présentent un thalle souple et dont le cycle reproducteur est digénétique isomorphe. Les thalles d'Ulvaria obscura sont monostromatiques, alors que ceux d'Ulva sp. sont distromatiques (Auby et al., 1994 ; Cabioc'h et al., 2006).

Les algues qui servent à l'ensemencement des bacs de culture ont été préalablement ramassées, à marée descendante, directement dans la colonne d'eau, le 12 novembre 2008 à la Fresnaye (22550) pour Ulvaria obscura, et le 10 juin 2009 à Hillion dans la baie de Saint-Brieuc (22120), pour Ulva armoricana. Les algues ont été conservées dans des bassins d'eau de mer rafraîchie, en attendant leur mise en culture.

Figure 1 : photos des algues vertes étudiées. A1 : Ulvaria obscura, A2 : Ulvaria obscura sous la forme fragmentée, B1 et B2 : Ulva armoricana.

© CEVA

© CEVA

B2

A2

JC, 2009

© M-C Noailles

B1

A1

4 cm

0,4 cm

A1

6 cm

6 cm

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B. Culture des algues

Toutes les expériences sont réalisées avec le même dispositif de culture (voir Figure 2). Celui-ci consiste en un bac rectangulaire en plastique blanc (70×60×80 cm), rempli de 230 L d'eau de mer pompée à proximité immédiate du CEVA. À J0, la biomasse d'algues considérée est plongée dans le bac pour une durée de culture de 7, 14 ou 21 jours, sans renouvellement de l'eau. Les algues sont cultivées de manière semi-continue, par multiplication végétative.

Dans les expériences en conditions dites "enrichies", sont additionnés au milieu de

culture 200 mL d'une solution de fertilisant de Conway (pour la composition, voir Annexe A), préparée au préalable et conservée en chambre froide. Cela correspond en particulier à un apport de 14,6 g de nitrate par bac. L'addition de 200 mL de solution fertilisante de Conway est renouvelée chaque semaine si la durée de culture est supérieure à 7 jours.

Un système de tuyaux en PVC rigide percés et positionnés au fond du bac, sur toute sa

longueur, permet l'aération et la circulation orbitale des algues dans le bac (voir Figure 2). Le débit d'arrivée de l'air peut être modulé, de manière à ce que l'agitation soit de même intensité dans tous les bacs.

Figure 2 : photos et schémas du dispositif de culture et de la circulation des algues pour les bacs placés à l'extérieur (A) et à l'intérieur (B). La bouteille de gaz située sur la gauche de la photo A est celle de CO2.

Pour les besoins de l'étude, la culture des algues est menée en parallèle à l'intérieur et à

l'extérieur. Des divergences du dispositif de culture apparaissent alors.

CO2

air

circulation des algues

A

JC, 2009

air

circulation des algues

nnééoonnss

SO, 2009

B

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Les bacs placés à l'extérieur bénéficient de l'ensoleillement naturel, avec une photopériode et une intensité lumineuse variables au cours des 4 mois d'expériences (voir Annexe B). Au contraire, les bacs placés à l'intérieur sont éclairés en lumière artificielle continue par des néons spécifiquement adaptés à la croissance des plantes (GRO-LUX F-58W), avec une intensité lumineuse moyenne reçue à la surface de la culture de 20 µE/m²/s (voir fig. 2 B). Un dispositif d'alimentation en dioxyde de carbone est également mis en place pour les expériences de culture en extérieur (voir fig.2 A). Dans ces bacs en effet, l'augmentation de biomasse d'une part, et la consommation de l'azote nitrique par les algues d'autre part, entraînent une alcalinisation du milieu (Andersen, 2005). Bien qu'U. armoricana et U. obscura tolèrent une large gamme de pH (Mathot, 1982), nous avons observé que des pH trop élevés (avoisinant 10) sont néfastes pour la culture. Un apport modulable en CO2 permet alors de maintenir, autant que possible, le pH dans un intervalle de valeurs convenables pour la culture de ces algues (Moll et al., 1995), soit entre 7,5 et 9,5. Cette supplémentation en CO2 est inutile pour les cultures en intérieur, le pH ne dépassant jamais 9 (voir Annexe C). L'effet d'une période de 4 jours d'obscurité est également testé sur les cultures. Il suffit alors de recouvrir d'une bâche opaque les bacs placés à l'extérieur, et d'éteindre les néons éclairant les bacs placés à l'intérieur.

Le plan d'expérience que nous souhaitons étudier comprend l'influence de la luminosité et de la température (intérieur/extérieur), de la fertilisation (enrichissement en éléments fertilisants ou non), de la durée de culture sans renouvellement d'eau (7, 14 ou 21 jours) et d'une phase d'obscurité en fin de culture (4 jours d'obscurité ou non), sur la croissance et la composition des deux espèces d'algues vertes (Ulva armoricana/Ulvaria obscura) (voir Tableau 1), ainsi que sur le rendement et la composition des ulvanes extraits de ces algues. Plusieurs essais ont été doublés pour vérifier la reproductibilité des observations.

Tableau 1 : plan d'expérimentation mené entre le 10 mars et le 30 juin 2009. La première colonne correspond aux différentes dates de récolte.

10/03 stock d'Ulvaria obscura 17/03 Ulvaria 7j enrichi extérieur 24/03 Ulvaria 7j enrichi extérieur Ulvaria 7j enrichi intérieur 31/03 Ulvaria 7j extérieur Ulvaria 7j intérieur 07/04 Ulvaria 7j enrichi extérieur Ulvaria 7j enrichi intérieur 28/04 Ulvaria 21j enrichi extérieur * 12/05 Ulvaria 14j enrichi extérieur Ulvaria 14j enrichi intérieur 26/05 Ulvaria 14j extérieur Ulvaria 14j intérieur 09/06 Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur * Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur

* cas où le réensemencement du bac extérieur est fait à partir de la biomasse récoltée dans le bac intérieur.

15/06 stock d'Ulva armoricana 22/06 Ulva 7j enrichi extérieur Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur Ulva 7j extérieur 29/06 Ulva 7j enrichi extérieur ** Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur ** Ulva 7j extérieur ** ** le réensemencement de la seconde série de trois bacs est fait à partir de la biomasse récoltée dans le premier

bac à la fin de la première semaine de culture.

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C. Récolte et traitement des algues

La récolte des algues se fait par vidange du bac pour Ulvaria obscura, et au haveneau pour Ulva armoricana. Les algues sont ensuite rincées à l'eau de mer propre et passées rapidement dans l'eau douce pour éliminer l'excès de sel. Elles sont alors essorées, de manière standardisée, à l'essoreuse à salade pour Ulvaria obscura et à l'essoreuse électrique pour Ulva armoricana. La pesée de la matière fraîche essorée permet de calculer le taux de croissance relatif moyen journalier µ (%/jour) suivant l'équation d'Elia & Deboer (1978) :

µ = 100×ln (Wt/W0)/t

avec W0 la biomasse introduite dans le bac à J0, Wt la biomasse finale récoltée et t la durée de la phase de culture en jours (in Gómez Pinchetti et al., 1998).

Hormis une partie de la récolte qui permettra la réalisation d'analyses de composition

sur la matière fraîche, la majorité des algues récoltées sont séchées pendant une vingtaine d'heures à 70°C dans un four ventilé (Thirode), puis broyées en fines particules (Ø 120 µm) au broyeur (Retsch 5657 type 2). Les poudres d'algues sont alors référencées et stockées dans un endroit sec avant analyse.

D. Analyses sur l'algue La matière sèche est mesurée après 24h à l'étuve ventilée (Memmert) à 103°C

(Commission des Communautés Européennes, 1973). Les matières minérale et organique sont calculées après calcination sous air pendant 12h à 550°C (four Nabertherm) (AFNOR, 1997). Les teneurs en chlorophylle a, b et totale sont déterminées après extraction à l'acétone à 90% par spectrophotométrie optique aux longueurs d'ondes 645, 663 et 750 nm (Levavasseur, 1994). Le soufre total est mesuré par détection infrarouge (analyseur LECO SC144) après combustion à 1350°C et transformation du soufre en dioxyde de soufre SO2 (analyses réalisées en sous-traitance au Service central d'analyse, CNRS, Solaize). La teneur en sulfates est dosée après hydrolyse acide et réaction chimique par méthode turbidimétrique (Tabatabai, 1974). Le contenu protéique est estimé à partir de l'azote total mesuré par la méthode Kjelhdahl avec le facteur de conversion 6,25. Le profil des sucres (oses neutres et acides uroniques) est également dressé, après méthanolyse acide, par chromatographie HPLC en phase inverse (colonne C18 Synergi Hydro-RP 80A (4µm), volume d'injection : 3 µL, phase mobile : eau, débit : 1 mL/min, détecteur à indice de réfraction) (Quemener et al., 2000). Une solution à 10% de lugol permet de mettre en évidence la présence d'amidon dans les échantillons. La teneur en amidon est alors déterminée par dosage enzymatique du glucose (kit ENZYTEC fluid D-Glucose, Megazyme), libéré après action de l'amyloglucosidase.

E. Extraction des ulvanes (Robic, 2008) L'extraction des ulvanes est faite à partir des algues séchées et broyées, mais

également à partir des algues fraîches pour quelques échantillons, afin d'évaluer l'impact du séchage et du broyage sur les résultats. Les algues sont mises à macérer dans de l'oxalate de sodium 0,05 M pendant 2h, sous agitation constante, à 90°C. Le mélange est ensuite filtré sur toile puis sur Büchner, après ajout de 2% de terre filtrante (Celatom® Diatomite, Eagle-Picher). Le filtrat est alors concentré par ultrafiltration (membrane 10 kDa, Millipore) et diafiltré contre 5 volumes d'eau

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ultra-pure. Après congélation, l'extrait est lyophilisé et conservé dans un endroit sec avant analyse.

F. Analyses sur l'extrait d'ulvane Comme pour les algues, la matière sèche, la matière minérale, la matière organique,

ainsi que les teneurs en soufre total, en sulfates et en protéines des ulvanes extraits sont mesurées. L'azote total est mesuré sur un détecteur à conductibilité thermique (microanalyseur SCA), après combustion à 1050°C, oxydation de l'azote puis réduction par le cuivre en N2, selon la méthode Dumas (analyses réalisées en sous-traitance au Service central d'analyse, CNRS, Solaize). La teneur totale en acides uroniques est déterminée par méthode colorimétrique, à l'aide du m-phényl phénol (Thibault, 1979), en utilisant l'acide D-glucuronique comme étalon. Le profil des sucres (neutres et uroniques) est également dressé, après méthanolyse acide et chromatographie HPLC en phase inverse (voir caractéristiques plus haut). Le profil de distribution des masses molaires de l'ulvane est déterminé par chromatographie HPLC d'exclusion stérique (colonne Shodex SB-806MHQ, volume d'injection : 50 µL, phase mobile : 0,05M NaNO3 + 0,02% NaN3, débit : 0,5 mL/min, pression : 20 bars, détecteurs : indice de réfraction et UV multi-longueurs d'ondes).

G. Traitement statistique Une première série d'analyses est menée sur une partie des échantillons, en triplicat.

L'incertitude relative est alors calculée, pour chaque échantillon :

incertitude relative = écart-type / moyenne × 100 (en %). Une incertitude relative propre à chaque analyse est ensuite déterminée (voir Tableau 2), comme étant l'incertitude relative maximale obtenue lors de la première série de tests, à laquelle on ajoute une marge de sécurité. Dans le cas par exemple du dosage des sulfates, l'incertitude relative maximale calculée est de 10,4%. Par la suite, on décide de donner une incertitude relative de 12% de la valeur.

Tableau 2 : incertitudes relatives de la valeur, en %, pour chaque analyse réalisée.

algue extrait Matière sèche 15 5 Matière minérale 10 20 Azote 10 10 Soufre 10 10 Sulfates 12 12 Acides uroniques - 10 Exclusion stérique - 5 Profil des sucres 10 10

Le dosage de la chlorophylle (a, b et totale) a, quant à lui, pu être réalisé en triplicat

pour chaque échantillon. Les valeurs sont alors présentées avec leur intervalle de confiance à 95% de la moyenne :

IC 95% : moyenne ± 4,3×SE 4,3 étant la valeur du tobs pour un risque α=5% et un nombre de degrés de liberté = 2 et SE étant l'erreur standard telle que SE = racine carrée (variance/3).

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RESULTATS ET DISCUSSION

Il est reconnu que les facteurs abiotiques influencent la composition biochimique et la productivité des micro- et macroalgues (Gómez Pinchetti et al., 1998). Cette étude souhaite plus particulièrement mettre en évidence l'influence de la température, de la luminosité, de la fertilisation, de la durée de la culture et de l'obscurité, sur les performances de production et la composition biochimique des algues Ulva armoricana et Ulvaria obscura, et de leurs extraits. A. Taux de croissance des algues et niveaux de production (voir aussi Annexe E) Les Ulvales sont des algues opportunistes, à croissance rapide (Brault et al., 1982 ; Lahaye et Robic, 2007 ; Robic, 2008). En moyenne, leur taux de croissance est de 25% par jour (Neori et al., 2004), mais peut atteindre jusqu'à 50% par jour pendant les phases de croissance active (Robic, 2008). Nous avons choisi de présenter les valeurs de taux de croissance relatifs (en %/jour) mais également de gain moyen journalier (en g sec/j/m²), car c'est une grandeur que l'on rencontre beaucoup dans la littérature et qui permet de calculer la productivité surfacique absolue d'une culture.

1. Variabilité interspécifique Dans nos essais, Ulva armoricana, avec une productivité atteignant 41,9 g sec/jour/m²

au maximum (soit 153 T sèches/ha/an), apparaît comme nettement plus performante qu'Ulvaria obscura, pour peu que le milieu de culture soit enrichi (voir Figure 3).

0

10

20

30

40

50

7j enrichi obscurité 7j non enrichi

g se

c/j/m

²

Ulvaria

Ulva

Figure 3 : gains en matière sèche journaliers moyens, pour U. obscura et U. armoricana, en fonction des

conditions de culture appliquées (milieu enrichi en fertilisants, phase de 4 jours d'obscurité de la culture, milieu non enrichi en fertilisants).

Ulvaria sp. a une croissance généralement plus lente qu'Ulva sp. car elle a besoin de plus d'azote pour synthétiser sa chlorophylle et ses protéines, alors qu'elle a le même rythme d'absorption d'azote qu'Ulva sp. (Nelson et al., 2002 ; Nelson et al., 2003). Au-delà des caractéristiques propres à chaque espèce, il est important de préciser que la différence de productivité que nous avons observée peut également s'expliquer par la différence de température moyenne lors des expériences de culture (voir Annexe D). Les températures optimales pour la croissance de ces deux espèces se situant entre 19 et 28°C (Kapraun, 1969 : Mathot, 1982 ; Pádua et al., 2004), les conditions climatiques dans notre expérimentation n'étaient pas optimales pour U. obscura, alors qu'elles l'étaient pour U.

14

armoricana. Il serait intéressant de poursuivre l'étude en menant en parallèle les cultures des deux espèces, afin de s'affranchir de l'impact du paramètre température.

Il est intéressant de noter que la productivité d'U. armoricana est nettement plus faible

quand le milieu n'est pas enrichi en azote, et devient alors inférieure à celle d'U. obscura pourtant cultivée dans des conditions de température moins favorables. Les deux espèces ayant le même niveau d'absorption d'azote (Nelson et al., 2002), c'est donc que la croissance d'Ulva est très fortement limitée par cet élément nutritif. Notons que le stock d'ulves qui a servi à l'ensemencement des bacs de culture avait une teneur en azote très faible (1,7% brut), en comparaison avec le stock d'Ulvaria sp. (>5% brut) initial. Pour preuve, les taux de croissance observés chez U. armoricana lors de la deuxième semaine de culture sont meilleurs que ceux de la première semaine (voir données en Annexe E). L'eau de mer ayant été enrichie, les ulves ont pu stocker de l'azote et faire repartir leur croissance. 2. Influence de l'intensité lumineuse

Quelles que soient les conditions de culture appliquées, le taux de croissance et le gain de matière sèche sont systématiquement supérieurs pour les algues Ulvaria obscura cultivées à l'extérieur, en comparaison avec l'intérieur (voir Figure 4).

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4

8

12

16

20

7j enrichi 14j enrichi 14j (4jobscurité)

enrichi

21j enrichi 7j nonenrichi

14j nonenrichi

%/j

extérieur

intérieur

Figure 4 : taux de croissance relatifs journaliers moyens pour Ulvaria obscura cultivée à l'extérieur ou à

l'intérieur, en fonction des conditions de culture appliquées.

Cette différence, en partie imputable à une température moyenne légèrement plus forte

à l'extérieur (voir Annexe D), s'explique surtout par la différence d'intensité lumineuse que les algues reçoivent. En effet, bien que les bacs intérieurs soient éclairés en continu, ils ne reçoivent, en surface, qu'une intensité lumineuse de 20 µE/m²/s en moyenne. Cette valeur se situe bien en dessous de la valeur optimale de 120 µE/m²/s déterminée par Guo et al. (1992) pour la souche américaine d'Ulvaria obscura. On peut donc conclure que la croissance de ces algues est limitée par la lumière lorsqu'elles sont cultivées en intérieur. Au contraire, les algues U. obscura cultivées en extérieur et bénéficiant de l'ensoleillement naturel, reçoivent un rayonnement suffisamment fort - entre 230 et 1720 µE/m²/s - pour leur assurer une croissance optimale (voir également Annexe B). 3. Influence de l'enrichissement du milieu

L'azote étant le principal élément limitant dans l'océan, le taux de croissance des algues dépend tout particulièrement de sa disponibilité dans l'environnement (Rosenberg et al., 1982 ; Ekman et al., 1991 ; Geertz-Hansen et al., 1992 ; Gómez Pinchetti et al., 1998 ;

15

Chopin et al., 2001 ; Nelson et al., 2002). Obaton (2009) a d'ailleurs récemment montré qu'en conditions de milieu appauvri, la concentration en azote dans le bac de culture avait tendance à augmenter, preuve de la dégradation de la biomasse (Auby et al., 1994).

Dans nos essais, on constate effectivement que la productivité d'Ulva armoricana est

améliorée quand le milieu est enrichi en éléments fertilisants (voir Figure 5). Parallèlement, les algues Ulvaria obscura qui sont cultivées à l'intérieur voient leur taux de croissance légèrement diminuer quand le milieu n'est pas enrichi. L'effet de la teneur en sels nutritifs du milieu est nettement moins frappant pour nos essais sur Ulvaria, en partie parce que ces algues, dont la croissance est surtout limitée par la lumière (voir III.A.2), ont la capacité de faire des réserves d'azote quand le milieu est favorable (Obaton, 2009). Elles peuvent ensuite utiliser ces réserves pour continuer leur croissance si le milieu devient moins favorable (Lundberg et al., 1989).

0

10

20

30

Ulva 7j Ulvaria 7j ext Ulvaria 14j ext Ulvaria 7j int Ulvaria 14j int

%/j

enrichi

non enrichi

Figure 5 : taux de croissance relatifs journaliers moyens pour U. armoricana et U. obscura en conditions

du milieu enrichi ou non par la solution de Conway, en fonction des conditions de culture appliquées.

Par contre, en ce qui concerne les algues Ulvaria obscura cultivée à l'extérieur, le taux

de croissance est, de manière assez inattendue, supérieur quand le milieu n'est pas enrichi par la solution de Conway (voir Figure 5). Cependant, pour les algues cultivées 14 jours durant en extérieur, le gain en poids sec est meilleur quand le milieu est enrichi (voir données en Annexe E), rejoignant les cas habituels d'augmentation de la productivité avec la plus grande disponibilité de l'azote dans le milieu décrits ci-dessus. À ce jour, nous n'avons toujours pas trouvé l'explication de l'augmentation spectaculaire de la croissance d'Ulvaria obscura (7j extérieur, marqué d'un astérisque sur la figure), alors que le milieu n'était pas enrichi. Un facteur limitant a dû être levé, sans que nous ne puissions l'identifier. 4. Influence de la durée de culture sans renouvellement de l'eau

L'influence de la durée de culture sur la productivité des algues est différente selon que le milieu est fertilisé ou non.

Quand le milieu n'est pas enrichi, le taux de croissance et le gain en matière sèche ont tendance à diminuer avec l'augmentation de la durée de la culture (voir Figure 6). Les algues assimilent les éléments nutritifs présents initialement dans l'eau de mer, jusqu'à épuisement. Le milieu n'étant pas enrichi, plus la culture dure, plus les algues souffrent du manque d'azote, leur croissance est donc ralentie.

*

16

0

4

8

12

16

enrichi ext enrichi int non enrichi ext non enrichi int

%/j

7j

14j

21j

Figure 6 : taux de croissance relatifs journaliers moyens pour Ulvaria obscura, selon qu'elle est cultivée 7,

14 ou 21 jours sans renouvellement de l'eau du bac, en fonction des conditions de culture appliquées.

Au contraire, quand le milieu est enrichi, les algues Ulvaria obscura cultivées à

l'extérieur vont voir leur taux de croissance et leur gain en matière sèche augmenter avec l'augmentation de la durée de la culture (voir Figure 6). Ces algues étant limitées essentiellement par l'azote, plus on leur en apporte, plus elles vont pousser (Nelson et al., 2002).

Quant aux algues cultivées en milieu enrichi à l'intérieur, leur productivité a plutôt tendance à diminuer avec l'augmentation de la durée de la culture (voir Figure 6). Nous pensons que la présence observée d'algues épiphytes (surtout des algues filamenteuses du genre Enteromorpha) dans les bacs est la raison de cette baisse de croissance (voir Figure 7). En effet, avec l'augmentation de la durée de culture, ces épiphytes sont de plus en plus nombreux et exercent une pression de compétition de plus en plus forte, à laquelle Ulvaria obscura a du mal à résister, étant donné qu'elle n'évolue pas dans un milieu où les conditions sont optimales du point de vue de la température et de la lumière (voir III.A.2). Cette hypothèse rejoint le fait que les Ulvales, qui sont des espèces opportunistes, sont parasitées par les épiphytes uniquement quand elles sont stressées et qu'elles ne poussent pas à leur rythme habituel (Neori et al., 2004). Des algues vertes filamenteuses épiphytes du genre Enteromorpha sont aussi présentes dans les bacs extérieurs, mais les Ulvaria réussissent à leur faire face, étant donné qu'elles bénéficient de conditions de milieu plus favorables.

Figure 7 : photos des parois du bac et des algues après la récolte du 28 avril 2009. Les algues filamenteuses épiphytes, principalement Enteromorpha sp., sont des algues qui vivent fixées, ici, sur les parois du bac ou

sur les thalles d'Ulvaria obscura.

5. Influence de l'obscurité

Une espèce d'ulve native d'Hollande pouvant supporter deux semaines d'obscurité,

dans une eau à 5°C ayant été décrite (Borie et al., 2009), nous avons souhaité tester l'influence

17

d'une période de 4 jours d'obscurité sur les algues. La croissance devrait être nulle pendant cette phase (Moll et al., 1995), mais ce sont les effets sur la composition de l'algue et des extraits que l'on cherche à mettre en évidence ici.

On constate, assez étonnamment, que le taux de croissance est systématiquement

supérieur quand la culture est soumise à une période d'obscurité (voir Figure 8). En revanche, le gain de matière sèche journalier moyen des algues est comparable entre les algues qui ont été soumises à 4 jours d'obscurité et celles qui ne l'ont pas été, voire plus faible dans le cas d'Ulva armoricana (voir données en Annexe E).

0

10

20

30

40

50

Ulva 7j Ulvaria 14j ext Ulvaria 14j int

%/j

sans obscurité

avec obscurité

Figure 8 : taux de croissance relatifs journaliers moyens pour Ulva armoricana et Ulvaria obscura, selon

que la culture a subi ou non une phase de 4 jours d'obscurité, et en fonction des conditions de culture appliquées.

B. Composition des algues 1. Matière sèche, matière minérale, matière organique (voir aussi Annexe F)

On observe une différence très nette de teneur en matière sèche moyenne entre Ulvaria obscura essorée et Ulva armoricana essorée (voir Tableau 3). Cette différence provient probablement en partie de différences dans la technique d'essorage : la première a été systématiquement essorée à l'essoreuse à main, alors que la seconde a été essorée électriquement. La morphologie et la tenue mécanique de l'algue influent aussi : Ulvaria est fragile et, dans nos conditions de culture, elle se fragmente spontanément en petits moreaux plus faciles à essorer que les feuilles d'Ulva.

Tableau 3 : intervalles de variation des teneurs en matière sèche (MS) matière minérale (MM) et matière organique (MO) des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana.

MS (%) MM (%MS) MO (%MS)

extrait d'Ulvaria obscura 16,4 - 32,0 11,1 - 22,1 77,9 - 89,9 extrait d'Ulva armoricana 10,3 - 16,5 16,3 - 26,4 73,6 - 83,7

Les compositions en matière minérale et matière organique sont globalement les

mêmes pour U. obscura et U. armoricana. Cette composition se rapproche de celles reportées pour des espèces sauvages proches telles qu'Ulvaria oxysperma, Ulva lactuca et Ulva fasciata (Pádua et al., 2004).

18

D'une manière générale, les différentes conditions de culture testées ne semblent pas avoir d'influence claire sur la composition en matière minérale et matière organique. Néanmoins, on peut noter une diminution significative de la teneur en matière minérale des algues Ulvaria obscura cultivées à l'intérieur, avec l'augmentation de la durée de culture sans renouvellement de l'eau (données en Annexe F). Cette tendance n'est pas retrouvée pour les algues cultivées à l'extérieur.

2. Azote, protéines et chlorophylles a, b et totale

a. Azote total et protéines (voir aussi Annexe G) La teneur en protéines calculée dans les algues est directement liée au contenu en azote total. Nous nous intéresserons donc uniquement aux évolutions de la teneur en azote en fonction de l'espèce considérée et des conditions de culture appliquées.

Comme on peut le constater dans le tableau de l'Annexe G, les algues Ulvaria obscura montrent des teneurs en azote largement supérieures à celles d'Ulva armoricana (4,2-8,7%MO contre 0,7-3,3%MO respectivement). Cette différence s'explique par la différence de composition des algues sauvages ayant servi à l'ensemencement des bacs au début des expériences de culture. Alors qu'Ulvaria obscura était maintenue dans des bassins enrichis depuis plusieurs semaines après prélèvement dans le milieu naturel, les algues Ulva armoricana ont quasiment immédiatement été mises en culture, alors qu'elles souffraient d'un manque en azote. Les algues sauvages prélevées affichaient une couleur verte pâle, et le dosage de l'azote a indiqué une teneur en azote de 1,7%MS. De plus, Nelson et al. (2002) a pu montrer qu'Ulvaria obscura avait généralement un contenu azoté supérieur à celui d'Ulva fenestrata.

0

3

6

9


%M

O

7j

14j

21j

Figure 9 : évolution de la teneur en azote dans les tissus d'Ulvaria obscura, avec l'augmentation de la

durée de la culture sans renouvellement d'eau. Rappelons que pour les cultures en conditions de milieu enrichi de 14 et 21 jours durant, 200 mL de la solution fertilisante de Conway sont rajoutés dans le bac à

chaque début de semaine.

Comme attendu (Chopin et al., 2001, Nelson et al., 2002 ; Winberg et al., 2009), la

teneur en azote des tissus est significativement plus forte quand le milieu de culture est enrichi par la solution fertilisante de Conway (données en Annexe G), et ce quelle que soit l'espèce d'algue cultivée. Ajoutons que, quand le milieu est fertilisé, plus la durée de culture sans renouvellement d'eau augmente, plus la teneur en azote a tendance à augmenter dans les tissus (voir Figure 9). Quand l'azote est disponible dans le milieu, les conditions sont favorables à la croissance, et

19

les algues en profitent pour faire des réserves (Lundberg et al., 1989 ; Obaton, 2009) et se développer. Au contraire, en conditions de milieu appauvri, plus la durée de culture augmente, plus la teneur en azote décroît dans les tissus (voir Figure 9). Les conditions sont défavorables, l'algue puise dans ses réserves d'azote pour continuer sa croissance (Lundberg et al, 1989 ; Gómez Pinchetti et al., 1998).

La mise à l'obscurité de la culture entraîne une hausse de la teneur en azote des tissus chez U. armoricana et U. obscura cultivées à l'extérieur (voir Figure 10). Il semblerait que les algues continuer à assimiler de l'azote alors que leur croissance est stoppée. Ce phénomène n'est cependant pas vérifié pour les algues U. obscura cultivées à l'intérieur, où la phase d'obscurité n'a aucun effet sur la composition en azote.

0

3

6

9

12

Ulva 7j ext Ulvaria 14j ext Ulvaria 14j int

%M

O

sans obscurité

avec obscurité

Figure 10 : évolution de la teneur en azote dans les algues en fonction de la mise à l'obscurité de la culture ou non, pour les algues U. armoricana et U. obscura, et en fonction des conditions de culture appliquées.

b. Chlorophylle totale, Chlb/Chla et Chltotale/N (voir aussi Annexe H) Le dosage des chlorophylles a, b et totale des algues est une méthode relativement délicate (l'incertitude des mesures est de ce fait très élevée). Nous considérerons, ici, uniquement les variations relatives du contenu en chlorophylle dans les algues, et non les teneurs absolues. La chlorophylle est une molécule azotée (Campbell, 1995), dont la teneur varie au cours de l'année chez les spécimens sauvages (Gómez Pinchetti et al., 1998 ; Bernard, 2001). Nous avons cherché à savoir s'il existait un lien entre la teneur en azote dans les tissus et la teneur en chlorophylle totale. Ici, nous constatons que le rapport Chltotale/N est très variable en fonction des conditions de culture appliquées (de 0,004 à 0,04 selon les données en Annexe H). Pourtant, une augmentation de la teneur en chlorophylle totale est observée, dans la plupart des cas, avec l'ajout de la solution fertilisante de Conway au milieu (voir Annexe H). De même, nous observons une augmentation du contenu chlorophyllien avec l'augmentation de la durée de culture quand le milieu est enrichi en azote, et une diminution de ce contenu avec l'augmentation de la durée de culture quand le milieu n'est pas enrichi (voir Annexe H). Il semblerait donc que plus la disponibilité de l'azote dans le milieu augmente, plus la teneur en chlorophylle totale augmente. Cependant, aucun de ces résultats ne se révèle totalement discriminant. Nous rejoignons donc la conclusion de Bernard (2001) : la teneur en chlorophylle dans les algues ne semble pas réellement dépendre de la disponibilité de l'azote dans le milieu.

20

Le ratio chlorophylle b/chlorophylle a est quant à lui relativement constant (0,6 à 1,0 pour Ulva armoricana et 0,7 à 1,0 pour Ulvaria armoricana) selon les conditions de culture et l'espèce d'algue cultivée. Le ratio Chlb/Chla semble donc conservé quelles que soient les conditions de culture. À conditions de culture égales, l'aspect visuel (vert plus profond) des algues récoltées laisse systématiquement présager une teneur en chlorophylle totale nettement supérieure pour Ulvaria obscura que pour Ulva armoricana. Cette observation est confirmée par le dosage, bien que, d'après les incertitudes, les valeurs ne soient pas significativement différentes (voir Figure 11). Ce résultat est à rapprocher des teneurs en azote dans les algues (voir III.B.2.a). Le stock initial d'ulves ayant servi aux expérimentations étant particulièrement appauvri en azote, les algues ont dû puiser l'azote contenu dans leur chlorophylle pour maintenir leur croissance (Gómez Pinchetti et al., 1998). De plus, Nelson et al. (2002) a pu montrer qu'Ulvaria obscura avait généralement un contenu chlorophyllien supérieur à celui d'Ulva fenestrata.

0,00

1,00

2,00

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4,00

5,00


mg/

g fr

ais

Ulvaria

Ulva

Figure 11 : teneurs en chlorophylle totale des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana cultivées à

l'extérieur, en fonction des conditions de culture appliquées. La teneur en chlorophylle est exprimée en mg par gramme d'algue fraîche.

Toutes conditions de culture égales par ailleurs, la teneur en chlorophylle totale apparaît nettement plus forte pour les algues U. obscura cultivées à l'intérieur par rapport à celles cultivées à l'extérieur (voir Figure 12). Bien qu'elles soient éclairées en continu, les algues cultivées à l'intérieur reçoivent une intensité lumineuse beaucoup plus faible que les algues en extérieur (voir II.B.2 et Annexe B). Elles vont alors synthétiser plus de chlorophylle, pour tenter de capter le plus de lumière possible.

21

0

2

4

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8

10

12

14


enrichi

21j enrichi 7j nonenrichi

14j nonenrichi

mg/

g fr

ais

extérieur

intérieur

Figure 12 : teneurs en chlorophylle totale dans les algues Ulvaria obscura cultivée à l'extérieur ou à

l'intérieur, en fonction des conditions de culture appliquées.

Par contre, le fait que les algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana soient soumises à 4 jours d'obscurité pendant la phase de culture n'affecte en rien leurs contenus chlorophylliens (voir Annexe H). 3. Soufre total et sulfates (voir aussi Annexe I) Alors que la teneur en soufre total ne varie pas tellement entre les deux espèces (2,7 à 4,1%MS pour U. obscura et 2,8 à 3,5%MS pour U. armoricana), l'algue Ulvaria obscura affiche des teneurs en sulfates et un rapport massique sulfates/rhamnose (SO4/Rha) toujours supérieurs à Ulva armoricana, quelles que soient les conditions de culture appliquées (voir Figure 13). Ulvaria obscura contiendrait donc non seulement plus de sulfates, mais également un polysaccharide plus sulfaté. Ce résultat devra être vérifié par la suite, avec l'analyse du rapport SO4/Rha pour les extraits polysaccharidiques.

Figure 13 : teneurs en sulfates (histogramme de gauche), en % de la matière organique déprotéinée, et rapport sulfates/rhamnose (histogramme de droite), pour les algues Ulvaria obscura (en violet) et Ulva

armoricana (en bleu) cultivées à l'extérieur, en fonction des conditions de culture appliquées.

Le rapport SO4/Rha apparaît légèrement plus variable en fonction des conditions de culture pour Ulvaria obscura (1,1 à 2,2) que pour Ulva armoricana, pour qui le rapport est très constant (0,9 à 1,1). La mise à l'obscurité de la culture, ainsi que l'enrichissement du milieu par la solution fertilisante de Conway, n'ont pas d'effets clairs sur la composition des algues en soufre et sulfates, ni sur la rapport SO4/Rha. Notons seulement que les algues Ulvaria obscura qui sont cultivées à l'extérieur en conditions de milieu appauvries ont une teneur en sulfates plus élevée que quand le milieu est enrichi (données en Annexe I).

SO4

0

5

10

15

20

25


%M

O d

épro

téin

ée

SO4/Rha

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0


22

Au contraire, l'intensité lumineuse et la durée de culture semblent avoir une influence

sur les composés sulfatés des algues. Pour les algues U. obscura cultivées à l'extérieur, la teneur en soufre, en sulfates (voir Figure 14), et le rapport SO4/Rha ont tendance à augmenter avec la durée de culture.

0

5

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15


%M

O d

épro

téin

ée

7j

14j

21j

Figure 14 : évolution de la teneur en sulfates (en % de la matière organique hors protéines) d'Ulvaria obscura, avec l'augmentation de la durée de culture sans renouvellement de l'eau, et en fonction des

conditions de culture appliquées.

Le phénomène inverse est observé chez les algues cultivées à l'intérieur. Parallèlement, le contenu sulfaté est supérieur pour des algues cultivées à l'intérieur pendant 7 jours durant, en comparaison avec celles cultivées à l'extérieur. Le contenu sulfaté devient supérieur pour les algues cultivées en extérieur, quand la période de culture passe de 7 à 14 jours (données en Annexe I). Plus longtemps les algues U. obscura sont exposées à de fortes intensité lumineuses, plus leurs contenus en soufre et en sulfates augmentent. Au contraire, des algues cultivées sous de faibles intensités lumineuses voient leur contenu sulfaté diminuer avec la durée de la culture.

4. Profils des sucres (voir détails en Annexe J)

Les algues Ulva armoricana affichent un contenu en sucres totaux légèrement plus élevé que les algues Ulvaria obscura, et un contenu en acides uroniques nettement supérieur (voir Tableau 4). Cette teneur plus élevée en acides uroniques s'explique par une plus grande richesse des algues U. armoricana en acide glucuronique (voir Figure 15). Les algues Ulva armoricana contiennent de l'acide iduronique et pas d'acide galacturonique, alors que les algues Ulvaria obscura contiennent de l'acide galacturonique et pas d'acide iduronique. On constate également que le galactose et le mannose ne sont présents que sous forme de traces chez Ulva armoricana, et que la teneur en xylose y est légèrement plus faible que chez Ulvaria obscura (voir Figure 15).

Tableau 4 : intervalles de variation des teneurs en sucres totaux et acides uroniques (% de la matière sèche) des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana.

Sucres totaux (%MS) Acides uroniques (%MS)

Ulvaria obscura 14,0 - 41,9 1,9 - 3,3 Ulva armoricana 17,4 - 50,5 5,1 - 7,2

23

Les algues Ulvaria obscura cultivées à l'extérieur en conditions de milieu enrichi affichent une composition relativement stable. Le reste des expériences permet de conclure que la composition en sucres des algues est nettement influencée par les conditions de culture appliquées (voir Figure 15).

0

20

40

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100

Ulvaria 7jenrichi

extérieur

Ulvaria 14jenrichi

extérieur

Ulvaria 14j(4j

obscurité)enrichi

extérieur

Ulvaria 21jenrichi

extérieur

Ulvaria 7jextérieur


Ulvaria 7jenrichiintérieur


Ulvaria 14j(4j

d'obscurité)enrichi

intérieur

Ulvaria 7jintérieur


Ulva 7jenrichi

extérieur

Ulva 7j (4jobscurité)

enrichiextérieur

Ulva 7jextérieur

% m

ol

Ac. Glu

Ac. Gal

Rha

Ac. Idu

Xyl

Man

Glu

Gal

Figure 15 : composition détaillée en sucres (% molaire de la fraction carbohydrate) des algues Ulvaria

obscura et Ulva armoricana, en fonction des conditions de culture appliquées (Ac. Glu = Acide glucuronique ; Ac. Gal = Acide galacturonique ; Rha = Rhamnose ; Ac. Idu = Acide iduronique ; Xyl =

Xylose ; Man = Mannose ; Glucose = Glucose ; Gal = Galactose).

Quand les algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana sont cultivées en conditions de milieu appauvri, leur teneur en sucres totaux augmente considérablement. Cela est dû à l'augmentation de la teneur en glucose dans les tissus, au détriment des autres sucres constitutifs (voir Figure 15). Les algues soumises à une limitation en azote se mettent à fabriquer des sucres, et notamment des sucres de réserve tels que l'amidon (Gómez Pinchetti et al., 1998, Andersen, 2005). La teneur en glucose atteint ainsi 60,8% molaires de la fraction carbohydrate pour Ulvaria obscura cultivée 7 jours en conditions appauvries, en intérieur comme en extérieur, et même 69,5% au bout de 14 jours en intérieur. Le dosage de l'amidon sur un échantillon très riche en glucose révèle une teneur en amidon beaucoup plus élevée dans les tissus que pour des échantillons moins riches en glucose (voir Tableau 5).

Tableau 5 : teneurs en amidon mesurées chez Ulvaria obscura, en fonction des conditions d'enrichissement du milieu.

Amidon (% brut) Ulvaria obscura 7j enrichie extérieur, récoltée le 07/04 2,3 Ulvaria obscura 7j extérieur, récoltée le 31/03 11,2

En revanche, quand ces algues sont soumises à 4 jours d'obscurité, la teneur en glucose

dans les tissus diminue significativement (voir Figure 15). Nos observations rejoignent celles de nombreux auteurs qui ont pu montrer que la dégradation de l'amidon était accélérée à l'obscurité, spécialement quand les algues étaient enrichies en azote (Rosenberg et al., 1982 ; Williams et al., 1985 ; Ekman et al., 1991 ; Rincones et al., 1993 ; Wiencke et al., 2007). Dans ces algues, la proportion des autres sucres tels que le rhamnose, le xylose et l'acide glucuronique devient alors plus forte. On observe également une forte diminution de la teneur en sucres totaux avec la diminution de la teneur en glucose chez les algues Ulva armoricana, quand celles-ci sont placées à l'obscurité (données en Annexe J).

24

La luminosité semble avoir une influence sur la composition des algues en sucres. En effet, les algues Ulvaria obscura cultivées à l'extérieur, en conditions de milieu enrichi, présentent systématiquement des teneurs en glucose plus faibles que celles cultivées à l'intérieur, et parallèlement des teneurs en rhamnose légèrement plus élevées (voir Figure 15). On observe également une augmentation de la teneur en acides uroniques quand les algues sont cultivées sous de fortes intensités lumineuses. La teneur en sucres totaux quant à elle ne varie que très peu avec la luminosité, et aucune tendance ne peut être dégagée. La durée de culture ne semble pas affecter significativement la composition en sucres des algues Ulvaria obscura (voir Figure 15). C. Rendement et efficacité d'extraction des ulvanes (voir aussi Annexe K)

L'ensemble des extractions présentées ici a été mené sur les algues séchées et broyées. Cependant, il faut savoir que le rendement et l'efficacité d'extraction sont légèrement différents si celle-ci est faite directement sur l'algue fraîche (données en Annexe K). D'une manière plus générale, le traitement de stabilisation de l'algue, après la récolte, a une influence sur le rendement et l'efficacité d'extraction (Robic et al., 2008). Il faut donc être conscient de ce fait en comparant nos valeurs avec celles de la littérature. 1. Rendement d'extraction

Les rendements d'extraction obtenus à partir d'Ulvaria obscura (9,6 à 22% du poids sec, en fonction des conditions de culture) sont en moyenne plus faibles que pour Ulva armoricana (16,7 à 19,7% du poids sec). Par ailleurs, l'intervalle de variations de rendement est plus étendu pour Ulvaria obscura que pour Ulva armoricana. Les deux espèces n'ayant pas été cultivées à la même époque de l'année (voir Annexes B et D), les différences de températures et d'intensités lumineuses auxquelles elles ont été soumises peuvent expliquer cette différence d'amplitude de variations du rendement en ulvanes. Ces résultats sont à rapprocher de ceux de Robic (2008), qui a montré dans le cas de spécimens sauvages que le rendement d'extraction variait avec la période de récolte.

La différence de rendement moyen entre les deux espèces tient aussi plus probablement aux caractéristiques intrinsèques de chacune, U. armoricana contenant peut-être plus d'ulvanes qu'U. obscura. De nombreuses études concernant les ulvanes extraits à partir du genre Ulva ont été publiées, rapportant des rendements allant de 8 à 29% de la matière sèche (Lahaye et al., 2007 ; Robic, 2008). Au contraire, aucune étude sur les ulvanes extraits à partir d'U. obscura n'étant disponible, il est nécessaire de se référer aux articles concernant le genre Monostroma. En effet, Ulvaria obscura est anciennement connue sous le nom de Monostroma obscura (Pádua et al., 2004) et vient tout juste d'être rapprochée des Ulvales. Harada et al. (1997) et Lee et al. (1997) rapportent des rendements d'extraction de 32,2 et 11,4 % du poids sec, pour Monostroma nitidum et latissimum respectivement. Cependant, les méthodes d'extraction et les espèces n'étant pas exactement les mêmes, il est difficile de comparer ces valeurs à celles que nous avons obtenues.

Alors qu'aucune différence du rendement d'extraction n'est mise en évidence entre les algues cultivées à l'extérieur et l'intérieur, tout autres paramètres égaux par ailleurs, et entre les algues qui ont été placées 4 jours à l'obscurité et celles qui ne l'ont pas été, une influence de l'enrichissement du milieu en éléments fertilisants se dégage (voir Figure 16).

25

0

5

10

15

20

25

Ulva 7j ext Ulvaria 7j ext Ulvaria 14j ext Ulvaria 7j int Ulvaria 14j int

% M

S

enrichi

non enrichi

Figure 16 : valeurs du rendement massique d'extraction d'ulvanes à partir des algues Ulva armoricana et

Ulvaria obscura, en fonction des conditions d'enrichissement du milieu.

Quand le milieu de culture n'est pas enrichi par la solution de Conway, le rendement

d'extraction en polysaccharides à partir d'Ulvaria obscura est bien meilleur. Les algues soumises à une limitation en azote vont en effet se mettre à faire moins de protéines, et donc, proportionnellement à leur matière sèche, plus de sucres (Bonin, 1982 ; Levy, 1993). Elles vont aussi éventuellement fabriquer des sucres de réserve (Gómez Pinchetti et al., 1998, Andersen, 2005). Il est important de préciser que ces sucres de réserve ne sont pas des ulvanes, qui eux sont des composés de paroi. Cependant, dans notre protocole, ils sont co-extraits et comptabilisés dans la masse d'extrait d'ulvane obtenue. Pour une interprétation complète, le résultat de rendement est donc à rapprocher des analyses de composition afin d'appréhender totalement l'effet de l'appauvrissement du milieu sur la composition des algues en sucres (voir III. D.4).

Parallèlement, plus la période de culture sans apports azotés est longue, plus le rendement d'extraction a tendance à augmenter, que les algues soient cultivées à l'intérieur ou à l'extérieur (voir Annexe K). Par contre, quand le milieu est enrichi, l'augmentation de la période de culture résulte en une sensible diminution du rendement d'extraction. Plus l'azote est disponible dans le milieu, plus les algues vont le stocker, au détriment de la synthèse de polysaccharides. Ce résultat est vrai pour U. obscura cultivée à l'extérieur, mais pas pour U. obscura cultivée à l'intérieur.

L'influence de l'appauvrissement du milieu sur le rendement en ulvane est nettement moins marquée pour Ulva armoricana. Cela tient au fait que la différence de teneur en azote des tissus entre les algues se développant dans un milieu enrichi ou appauvri est plus faible pour U. armoricana que pour U. obscura (voir III.B.2.a). 2. Efficacité d'extraction

Le rhamnose étant le principal sucre constitutif des ulvanes, l'efficacité d'extraction est exprimée comme le pourcentage de récupération du rhamnose contenu initialement dans l'algue (Robic et al., 2008). Comme pour le rendement d'extraction d'ulvanes, l'efficacité d'extraction est meilleure pour Ulva armoricana (51,9 à 66,6%) que pour Ulvaria obscura (26,2 à 50,8%). L'efficacité d'extraction moyenne témoigne donc d'une meilleure accessibilité des ulvanes d'U. armoricana. Notons qu'ici aussi, l'amplitude de variation de l'efficacité d'extraction est plus

26

grande chez U. obscura que chez U. armoricana. La première ayant été cultivée sur une période de temps plus large, c'est la variation des températures et de l'intensité lumineuse, et leur impact sur la structure des algues et des ulvanes, qui peuvent expliquer cette différence entre les deux espèces. En effet, comme pour le rendement d'extraction, Robic (2008) a montré que l'efficacité d'extraction chez les individus sauvages variait avec la période de récolte.

En conditions de milieu enrichi, l'efficacité d'extraction des ulvanes à partir de l'algue

Ulvaria obscura est systématiquement inférieure qu'en conditions de milieu appauvri (voir Figure 17).

0

20

40

60


% R

ha f/

Rha

i

enrichi

non enrichi

Figure 17 : évolution de l'efficacité d'extraction des ulvanes en fonction des conditions d'enrichissement

du milieu, pour les algues Ulva armoricana et Ulvaria obscura.

L'azote étant moins disponible dans le milieu, la teneur en azote des algues va diminuer (voir III.B.2.a), et en particulier la teneur en protéines dans la paroi (Lahaye et al., 2007). Les ulvanes sont alors rendus plus accessibles. Ce résultat n'est pas vérifié pour Ulva armoricana, mais pourrait s'expliquer par une plus faible différence des teneurs protéiques entre les ulves en conditions enrichies et appauvries (voir Annexe G). Avec l'augmentation de la durée de culture, l'efficacité d'extraction à partir de l'algue Ulvaria obscura aurait plutôt tendance à diminuer, excepté dans le cas d'une culture menée à l'intérieur, en conditions de milieu enrichi (voir données en Annexe J).

Les facteurs de luminosité et d'obscurité semblent ne pas avoir d'effet clair sur l'efficacité d'extraction des ulvanes, exactement comme sur le rendement d'extraction.

D. Composition des ulvanes extraits

Comme pour le rendement et l'efficacité d'extraction, le fait que l'extraction soit menée sur l'algue fraîche ou sèche a une influence sur la composition de l'ulvane extrait (données non présentées, voir aussi Robic, 2008). Cependant, aucune tendance ne peut être dégagée, il faudra donc être prudent en comparant nos valeurs avec celles de la littérature. 1. Matière sèche, matière minérale, matière organique (voir aussi Annexe L) La composition des extraits d'Ulvaria obscura et d'Ulva armoricana en matière sèche, matière minérale et matière organique est sensiblement la même (voir Tableau 6). Cependant,

27

il est à noter que l'amplitude de variation de ces teneurs est plus élevée pour l'ulvane d'U. obscura, qui a été cultivée sous une plus grande variabilité des paramètres de températures et d'intensité lumineuse. À nouveau, nous rejoignons la conclusion de Robic (2008) concernant la variabilité de la composition des ulvanes avec la période de récolte des algues à partir desquelles ils sont extraits.

Tableau 6 : intervalles de variation des teneurs en matière sèche (MS), matière minérale (MM) et matière organique (MO) des ulvanes extraits à partir d'Ulvaria obscura et Ulva armoricana.

MS (%) MM (%MS) MO (%MS)

extrait d'Ulvaria obscura 89,1 - 99,8 14,0 - 39,7 60,3 - 86 extrait d'Ulva armoricana 93,4 - 100 22,6 - 30,1 69,9 - 77,4

Comme dans le cas des algues, les conditions de culture influencent rarement significativement les teneurs en matière sèche et matière minérale des ulvanes. Cependant, on peut relever une tendance à l'augmentation de la teneur en matière minérale de l'extrait avec l'intensité lumineuse et l'enrichissement du milieu (voir données en Annexe L).

2. Azote et protéines

La teneur en protéines calculée dans les extraits est directement liée au contenu en azote total. Nous nous intéresserons donc uniquement aux évolutions de la composition en azote en fonction de l'espèce d'algue considérée et des conditions de culture appliquées.

À conditions de culture égales, les extraits d'Ulva armoricana sont systématiquement

moins riches en azote (0,5 à 2,5 %MO) que les extraits d'Ulvaria obscura (0,9 à 4,0%MO). Le contenu azoté des ulvanes suit donc la variabilité interspécifique du contenu azoté des algues (voir III.B.2.a). De même que l'on a observé une augmentation de la teneur en azote des algues en lien avec l'enrichissement du milieu, les ulvanes sont significativement plus riches en azote quand ils sont extraits à partir d'algues cultivées en conditions de milieu enrichi (données en Annexe M). Par contre, l'influence de la durée de culture sur la teneur en azote des ulvanes est moins évidente que pour les algues. En effet, la tendance à l'augmentation de la teneur en azote avec la durée de la culture, quand les algues sont cultivées en conditions de milieu enrichi, n'est pas retrouvée dans tous les cas ici (voir Figure 18).

0

1

2

3

4

5


%M

O

7j

14j

21j

Figure 18 : évolution de la teneur en azote des ulvanes extraits à partir de l'algue Ulvaria obscura, avec la

durée de culture de ces algues et en fonction des conditions de culture appliquées.

La différence d'intensité lumineuse à laquelle sont soumises les algues Ulvaria

obscura cultivées à l'intérieur et à l'extérieur semble affecter le contenu protéique des ulvanes,

28

mais aucune tendance particulière ne peut être dégagée. De la même manière, la teneur en azote des extraits varie selon que les algues ont été placées à l'obscurité ou pas, mais nous ne pouvons conclure à aucune tendance (données en Annexe M).

3. Soufre total et sulfates (voir aussi Annexe N) Les extraits polysaccharidiques d'Ulvaria obscura et d'Ulva armoricana affichent une composition en sulfates, ainsi qu'un rapport massique sulfates/rhamnose relativement similaires (voir Tableau 7). Bien que les extraits d'Ulvaria obscura aient un contenu en sulfates plus variable (du fait de la plus grande amplitude des conditions d'ensoleillement et de température de la culture), à conditions de culture égales, aucune différence de la composition en soufre et sulfates ne peut être faite entre les ulvanes des deux espèces.

Tableau 7 : intervalles de variation des teneurs en soufre total (S), sulfates et du rapport sulfates/rhamnose (SO4/Rha) des ulvanes extraits à partir d'Ulvaria obscura et Ulva armoricana.

S (%MS) Sulfates (%MO déprot.) SO4/Rha

extrait d'Ulvaria obscura 3,2 - 6,0 9,2 - 21,0 2,9 - 4,2 extrait d'Ulva armoricana 5,1 - 5,6 16,1 - 22,5 2,9 - 4,3

Alors que le rapport SO4/Rha était systématiquement supérieur chez l'algue Ulvaria obscura comparativement à Ulva armoricana, il n'y a pas de différence du rapport SO4/Rha entre les extraits d'Ulvaria obscura et d'Ulva armoricana, sauf pour le point "7 jours, enrichi". L'hypothèse que l'algue U. obscura synthétise un ulvane à plus fort degré de sulfatation n'est donc pas confirmée ici. Les conditions d'intensité lumineuse élevée et d'enrichissement du milieu ont tendance à conduire à l'extraction d'ulvanes plus riches en soufre total et sulfates (voir Figure 19). La solution fertilisante de Conway qui est ajoutée au milieu contient 2% de sulfate de cuivre (voir Annexe A). Ceci peut expliquer l'augmentation du contenu sulfaté des ulvanes extraits à partir d'algues cultivées en milieu enrichi, augmentation qui n'était pas observée dans les tissus des algues. Le rapport SO4/Rha semble quant à lui moins sensible à la variation de ces paramètres.

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

Ulva 7j Ulvaria 7j ext Ulvaria 14j ext Ulvaria 7j int Ulvaria 14j int

%M

O d

epro

t.

enrichi

non enrichi

Figure 19 : teneurs en soufre total des extraits d'Ulvaria. obscura en fonction des conditions de luminosité (A), et teneurs en sulfates des extraits d'Ulvaria obscura et d'Ulva armoricana en fonction des conditions

d'enrichissement du milieu (B).

Une diminution du contenu sulfaté avec l'augmentation de la durée de culture des

algues Ulvaria obscura cultivées à l'intérieur peut être observée. Ce résultat n'est pas vérifié

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0


enrichi

7j non enrichi 14j nonenrichi

%M

S

extérieur

intérieurA B

29

pour les algues cultivées à l'extérieur en milieu enrichi (données en Annexe N). La durée de culture n'affecte en rien le rapport SO4/Rha des extraits.

4. Profils des sucres (voir aussi Annexe O)

a. Evolution de la composition en sucres avec les conditions du milieu Comme pour les algues, les ulvanes d'Ulva armoricana affichent un contenu en sucres

totaux légèrement plus élevé que les ulvanes d'Ulvaria obscura, et un contenu en acides uroniques nettement supérieur (voir Tableau 8). Cette teneur plus élevée en acides uroniques est liée à une plus grande richesse des extraits d'U. armoricana en acide glucuronique (voir Figure 20).

Tableau 8 : intervalles de variations des teneurs en sucres totaux et acides uroniques (% de la matière sèche) des ulvanes d'Ulvaria obscura et d'Ulva armoricana.

Sucres totaux (%MS) Acides uroniques (%MS)

extrait d'Ulvaria obscura 25,7 - 59,2 3,5 - 8,6 extrait d'Ulva armoricana 46,7 - 65,5 18,4 - 22,8

La composition en sucres des ulvanes d'U. obscura et d'U. armoricana suit généralement celle des algues à partir desquelles ils sont respectivement extraits (voir III.B.4). Ainsi, les ulvanes d'Ulva armoricana contiennent des acides iduroniques, contrairement aux ulvanes d'Ulvaria armoricana qui contiennent des acides galacturoniques. Le mannose et le galactose sont présents en quantités infimes dans les ulvanes d'U. armoricana (voir Figure 20).

0

20

40

60

80

100

Ulvaria 7jenrichi

extérieur

Ulvaria 14jenrichi

extérieur

Ulvaria 14j(4j

obscurité)enrichi

extérieur

Ulvaria 21jenrichi

extérieur





Ulvaria 14j(4j

d'obscurité)enrichi

intérieur



Ulva 7jenrichi

extérieur

Ulva 7j (4jobscurité)

enrichiextérieur

Ulva 7jextérieur

% m

ol

Ac. Glu

Ac. Gal

Rha

Ac. Idu

Xyl

Man

Glu

Gal

Figure 20 : composition détaillée en sucres (% molaire) des ulvanes d'Ulvaria obscura et d'Ulva

armoricana, en fonction des conditions de culture appliquées (Ac. Glu = Acide glucuronique ; Ac. Gal = Acide galacturonique ; Rha = Rhamnose ; Ac. Idu = Acide iduronique ; Xyl = Xylose ; Man = Mannose ;

Glucose = Glucose ; Gal = Galactose).

On observe également une augmentation de la teneur en sucres totaux, et plus particulièrement en glucose, dans les ulvanes extraits à partir d'algues cultivées en milieu non enrichi (voir Figure 20). Comme pour les algues, cette augmentation est due à la fabrication intensifiée de sucres de réserves, et en particulier d'amidon, par les algues confrontées à une limitation en azote (Gómez Pinchetti et al., 1998, Andersen, 2005). Ce résultat n'est pas vérifié dans le cas des ulvanes extraits à partir des algues Ulvaria obscura cultivées 14 jours durant à l'intérieur. Cependant, le profil des sucres de l'extrait d'"U. obscura

30

14j intérieur" apparaît très différent du reste des ulvanes d'Ulvaria obscura cultivée à l'intérieur. Un problème survenu pendant la méthanolyse pourrait en être la cause. De la même façon que pour les algues, la teneur en glucose des extraits est plus faible quand les algues à partir desquelles ils ont été extraits ont été placées à l'obscurité (voir Figure 20). Ce phénomène est tout de même moins marqué que chez les algues.

On note que les ulvanes extraits à partir d'Ulvaria obscura cultivée à l'extérieur sont toujours significativement plus riches en acides uroniques, en rhamnose, en xylose, mais moins riches en glucose que ceux extraits à partir d'algues cultivées à l'intérieur (voir Figure 20). L'intensité lumineuse a donc aussi une influence sur le profil des sucres des ulvanes.

b. Comparaison du profil des sucres avec les études précédentes Les ulvanes extraits des Ulvales sont des hétéropolysaccharides complexes, où une unité disaccharidique [->4)-β-D-Acide glucuronique-(1->4)-α-L-Rhamnose-3-sulfate-(1->] est présente (Lahaye et al., 2007 ; Sun et al., 2007 ; Robic, 2008). Les ulvanes extraits des Monostromaceae sont eux décrits comme des homopolysaccharides principalement constitués de rhamnose et de sulfates (Lee et al., 1997 ; Harada et al., 1997 ; 2007 ; Zhang et al., 2008; Mao et al., 2009). Par comparaison des profils de sucres obtenus pour nos extraits avec ceux disponibles dans la littérature (voir Tableau 9), on constate que les ulvanes d'Ulvaria obscura ont une composition plus proche de celles des ulvanes d'Ulva sp. que de Monostroma sp.. En effet, les ulvanes d'Ulvaria obscura n'affichent pas des teneurs en sulfates et en rhamnose particulièrement élevées (voir également III.D.3), et sont constitués au contraire de nombreux sucres, le plus important après le rhamnose étant le xylose. Cependant, nous avons vu que les ulvanes d'Ulvaria obscura contenaient de l'acide galacturonique et pas d'acide iduronique comme les ulvanes d'Ulva sp. De ce point de vue, la composition des ulvanes d'Ulvaria obscura pourrait se rapprocher de celle des ulvanes de Gayralia oxysperma, une algue verte appartenant également à l'ordre des Ulvales (voir Tableau 9).

Tableau 9 : comparaison des teneurs en sucres des ulvanes extraits à partir de différentes algues, conformément aux études précédentes. Références : (1) : Cassolato et al., 2008 ; (2) : Zhang et al., 2008 ; (3) : Lee et al., 1997 ; (4) : Harada et al., 1997 ; (5) : Lahaye et al., 2007 ; (6) : Robic, 2008 ; (7) : présente

étude.

sucres (%mol) extrait à partir de

Rha Glu Gal Xyl Man Ara Ac. Glu Ac. Gal Ac. Idu

Gayralia oxysperma (1) 56 - 88 3,0 - 21,0 2,0 - 6 4,0 - 10,0 1,0 - 2 3,0 -10 présent présent Monostroma latissimum (2) 78,65 11,49 présent 7,83 2,03 Monostroma latissimum (3) 67,9 11,9 4,8 8,3 2,4 4,8 Monostroma nitidum (4) 12,7 %sec Ulva sp. (5) 16,8 - 45,0 0,5 - 6,4 traces 2,1 - 12,0 traces présent présent présent Ulva armoricana (6) 56,9 Ulva rotundata (6) 50,8 Ulva rotundata (6) 42,1 - 50,2 0,9 - 5,1 0,0 - 0,8 7,0 - 14,3 présent présent Ulvaria obscura (7) 21,7 - 44,3 2,3 - 49,3 2,6 - 7,1 14,3 - 27,1 1,2 - 8,0 4,1 - 13,0 2,2 - 5,9 Ulva armoricana (7) 40,6 - 50,9 3,2 - 19,0 1,0 - 2,2 6,7 - 7,5 1,0 - 2,2 14,6 - 20,7 12,0 - 17,4

31

5. Masse molaire des ulvanes (voir aussi Annexe P) Les ulvanes d'Ulvaria obscura et d'Ulva armoricana sont composés de deux populations macromoléculaires majeures, que nous appellerons A et B, en proportions variables dans l'extrait. La fraction A, dont la masse molaire moyenne est la plus élevée, est la plus représentée (voir Figure 21). La fraction B semble associée aux protéines (voir Annexe P). L'ulvane d'Ulva armoricana possède une masse molaire globale bien plus élevée que celui d'Ulvaria obscura : la fraction A constitutive des ulvanes d'Ulva armoricana affiche une masse molaire moyenne supérieure à 106 g/mol, contre 200 à 280 000 g/mol pour celle d'Ulvaria obscura.

La composition macromoléculaire des ulvanes extraits (masse molaire et répartition) se révèle très variable selon les conditions de culture appliquées. Généralement, la fraction A des ulvanes d'Ulvaria obscura est de masse molaire moyenne plus élevée quand les algues sont cultivées à l'intérieur (données en Annexe P).

L'action de mise à l'obscurité a également une influence sur la composition macromoléculaire des ulvanes extraits. Pour les ulvanes extraits à partir d'algues cultivées à l'extérieur, que ce soit U. armoricana ou U. obscura, la mise à l'obscurité des algues entraîne une diminution significative de la masse molaire moyenne de la fraction A. C'est le phénomène inverse qui est observé chez les ulvanes extraits à partir d'algues cultivées à l'intérieur. L'apparition d'une troisième fraction - C - chez les ulvanes extraits à partir d'U. armoricana soumise à une période de 4 jours d'obscurité est également constatée (voir Figure 21).

Figure 21 : chromatogrammes HPLC en exclusion stérique des extraits d'Ulvaria obscura 7j enrichi

extérieur (1), d'Ulva armoricana 7j enrichi extérieur (2) et d'Ulva armoricana 7j dont 4j d'obscurité enrichi extérieur (3), mettant en évidence les différentes fractions macromoléculaires (A, B et C). Signaux du

détecteur à indice de réfraction (RI). La répartition et la masse molaire de chaque fraction sont données à titre d'exemple pour chacun des trois échantillons.

Are

a: 20

9931

17.

147

Are

a: 89

58.0

5

19.

274

Are

a: 16

9779

15.

295

Are

a: 24

960.

7

17.

777

Are

a: 14

9810

15.

596

Are

a: 15

591

17.

791

Are

a: 22

80.5

9

19.

490

0 25 min

0

1500 RI

0

1500 RI

0

1500 RI

225 357

96% - 225 357 g/mol 4% - 25 477 g/mol

1 503 819

13%

87% - 1 503 819 g/mol 13% - 118 156 g/mol

1

2

3 90% - 1 104 639 g/mol 9% - 116 473 g/mol 1% - 20 417 g/mol

C

B

A

A

A

B

B

32

Cette nouvelle fraction C pourrait résulter de la fragmentation de l'amidon, qui est dégradé dans ces conditions d'obscurité.

Quand les algues Ulva armoricana sont cultivées en conditions de milieu non enrichi,

la masse molaire moyenne de la fraction A des ulvanes extraits est supérieure, par rapport aux conditions de milieu enrichi (voir Figure 22). Quand l'azote est peu disponible dans le milieu, les algues font plus de sucres et en particulier plus d'amidon co-extraits avec l'ulvane. Les extraits affichent alors une masse molaire moyenne plus élevée. La même tendance est observée dans le cas des ulvanes d'Ulvaria obscura, mais la différence de masse molaire moyenne n'est alors pas significative.

0

200 000

400 000

600 000

800 000

1 000 000

1 200 000

1 400 000

1 600 000

1 800 000

2 000 000

Ulva 7j ext

g/m

ol

0

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

350 000

Ulvaria 7j ext Ulvaria 14j ext Ulvaria 7j int Ulvaria 14j int

g/m

ol

enrichi

non enrichi

Figure 22 : masse molaire moyenne de la fraction A des ulvanes extraits à partir d'Ulva armoricana et

d'Ulvaria obscura, en fonction des conditions d'enrichissement du milieu.

La répartition des différentes populations semble également être influencée par les

conditions d'enrichissement du milieu, mais aucune tendance particulière ne peut être dégagée. Il est important de préciser que dans les analyses en exclusion stérique les parts d'amidon, de protéines et d'ulvane à proprement parler ne peuvent pas être clairement identifiées. L'augmentation de telle ou telle fraction peut donc être liée à une évolution de ces différentes parts dans l'extrait.

Parallèlement, on observe une diminution de la masse molaire moyenne de l'ulvane avec l'augmentation de la durée de culture des algues dans un milieu enrichi, et une augmentation de cette masse molaire moyenne avec l'augmentation de la durée de culture quand le milieu est appauvri (données non représentées, voir Annexe P). Ce résultat n'est cependant pas vérifié dans le cas des ulvanes extraits à partir d'U. obscura cultivée à l'intérieur en conditions de milieu appauvri. E. Bilan sur la variabilité interspécifique

La composition et les performances de production varient beaucoup entre les deux espèces cultivées.

Ulva armoricana présente un taux de croissance, un rendement et une efficacité

d'extraction de l'ulvane bien meilleurs qu'Ulvaria obscura à conditions de culture égales.

33

Cependant, c'est une algue qui apparaît difficile à cultiver. Les thalles beaucoup plus épais d'Ulva armoricana ont tendance à faire des poches en surface, alors qu'Ulvaria obscura se fractionne avec l'agitation, ce qui permet aussi un meilleur essorage et donc potentiellement une meilleure stabilité au stockage et une plus grande facilité de séchage. Les Ulva se dégradent très vite et ne peuvent être maintenues très longtemps en bassins. Kapraun (1969) avait d'ailleurs conclu prématurément à l'incapacité d'Ulva lactuca à se développer normalement en culture.

Les algues Ulvaria obscura et leurs extraits polysaccharidiques présentent des teneurs en azote et en protéines supérieures à celles des algues Ulva armoricana et de leurs ulvanes respectivement. Ulvaria obscura affiche également une teneur en sulfates supérieure à celle d'Ulva armoricana. Par contre, le contenu en sucres totaux et en acides uroniques est plus élevé chez Ulva armoricana et son extrait. Cette différence est particulièrement due à une plus forte teneur en acide glucuronique, en comparaison avec Ulvaria obscura. Enfin, les ulvanes d'Ulva armoricana ont une masse molaire moyenne nettement supérieure à celle des ulvanes d'Ulvaria obscura.

34

CONCLUSION Nous avons pu constater au cours de cette étude que les conditions de culture avaient bel et bien une influence sur la croissance et la composition en protéines, en polysaccharides et en espèces soufrées des algues vertes étudiées, ainsi que sur le rendement et la composition des ulvanes extraits de ces algues.

Ainsi, Ulvaria obscura et Ulva armoricana voient leurs performances de production augmenter avec l'enrichissement du milieu en éléments fertilisants et l'exposition à de fortes intensités lumineuses et à une gamme de températures optimales (19 - 28°C). De ce point de vue, mener la culture de ces algues en extérieur, pendant la saison chaude, se révèle plus rentable. Cependant, en extérieur, les facteurs environnementaux sont moins contrôlables qu'en intérieur, et la production n'est plus assurée pendant la saison froide. La culture en intérieur est donc envisageable, à condition de fournir à la biomasse une intensité lumineuse suffisante, autour de l'optimum. Une intensité lumineuse élevée, en plus d'améliorer la production de biomasse, entraîne une augmentation de la teneur en rhamnose et en acides uroniques des algues et des ulvanes, au détriment de la teneur en glucose. Les fortes intensités lumineuses auraient également tendance à occasionner l'augmentation du contenu en espèces soufrées des ulvanes. L'ulvane étant constitué pour partie de rhamnose sulfaté, cette augmentation de la teneur en sulfates avec l'augmentation du contenu en rhamnose est tout à fait attendue.

À l'inverse, l'exposition de la culture d'Ulvaria obscura à de faibles intensités lumineuses entraîne une diminution du contenu en rhamnose et en acides uroniques des algues. Cependant, l'augmentation de la masse molaire moyenne des ulvanes extraits à partir de ces algues est également observée. En parallèle, dans ces conditions non optimales d'intensité lumineuse, la culture est plus sujette à l'installation d'épiphytes tels que Enteromorpha sp. qui rendent la production difficile.

L'enrichissement du milieu de culture, qui favorise la productivité des algues, entraîne

aussi une augmentation du contenu protéique des algues et de leurs ulvanes, et aurait tendance à occasionner l'augmentation de la teneur en soufre et en sulfates des ulvanes.

En revanche, l'appauvrissement du milieu influence plutôt la composition en sucres et les rendements d'extraction. En effet, quand le milieu de culture n'est pas enrichi en éléments fertilisants, les teneurs en sucres totaux et plus particulièrement en glucose des algues et des ulvanes augmentent, du fait de la mise en réserve d'amidon dans les tissus. Ces algues en conditions défavorables font moins de protéines et plus de sucres. Les rendements et efficacités d'extraction s'en trouvent améliorés, l'amidon étant co-extrait avec les ulvanes, et les ulvanes étant rendus plus accessibles par la baisse de la teneur en protéines dans la paroi de l'algue. De plus, la masse molaire moyenne des ulvanes extraits à partir d'algues cultivées en conditions de milieu appauvri est supérieure, par comparaison avec les ulvanes extraits à partir d'algues évoluant dans un milieu enrichi.

Cependant, les conditions de culture appauvrie ne favorisent pas la production de biomasse. Même si on observe une plus forte accumulation d'amidon dans ces conditions, le rendement d'algues étant plus faible, la quantité globale d'amidon produite peut être inférieure à la quantité produite en conditions enrichies. Une solution possible à ce problème consisterait à

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réaliser des cultures semi-continues avec alternance de conditions carencées et non carencées (Bonin, 1982). La teneur en amidon dans les algues et dans leurs extraits peut être diminuée par la mise à l'obscurité de la culture pendant 4 jours. Une diminution des teneurs en glucose et en sucres totaux, ainsi que l'apparition d'une troisième population macromoléculaire dans les ulvanes d'Ulva armoricana sont alors observées. La mise à l'obscurité de la culture a également tendance à provoquer l'augmentation du contenu protéique des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana. Cependant, la production de biomasse est entravée par la mise à l'obscurité de la culture. Il serait intéressant de tester l'influence de ce paramètre sur une période plus courte.

Enfin, le paramètre de durée de la culture sans renouvellement de l'eau a également une influence sur la croissance et la composition des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana et de leurs extraits polysaccharidiques. La production de biomasse ainsi que les teneurs en protéines et en espèces soufrées des algues sont par exemple améliorées avec la durée de la culture si les algues évoluent dans un environnement favorable de lumière et d'enrichissement. Dans le cas où la disponibilité de l'azote dans le milieu est faible, on constate que le rendement d'extraction des ulvanes est amélioré quand la durée de culture augmente et que parallèlement la masse molaire moyenne des ulvanes extraits augmente. Par contre, l'efficacité d'extraction a tendance à diminuer avec la durée de la culture. Dans la pratique, en algoculture, le renouvellement d'eau est souvent continu, le facteur de durée de la culture ne doit donc pas être géré. Puisque certains phénomènes ont pu être reproduits au cours des 4 mois d'expériences, nous pouvons conclure à la possibilité d'orienter la composition des algues vertes Ulvaria obscura et Ulva armoricana et celle de leurs extraits polysaccharidiques. Ainsi, pour obtenir un ulvane riche en rhamnose, tout en ayant une production de biomasse élevée, on préconisera par exemple de cultiver les algues sous une forte intensité lumineuse, dans un milieu enrichi par la solution de Conway. L'algoculteur pourra véritablement moduler les conditions de culture pour répondre aux attentes des industriels quant à la composition de l'algue ou de l'ulvane. De plus, on pourra envisager de modifier les caractéristiques nutritionnelles et organoleptiques des algues en jouant sur les paramètres de culture, comme cela avait été démontré par Lahaye et al. (1994) sur Ulva rigida. Ce travail n'est qu'un aperçu des possibilités de contrôle de la production et de la composition des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana et de leurs extraits polysaccharidiques. Il serait intéressant d'observer les effets de la variation plus fine de chacun des facteurs testés ici. D'autres paramètres de culture, tels que la salinité (Ekman et al., 1991), la densité d'ensemencement ou encore la nature des apports en éléments nutritifs, pourraient également être étudiés.

Par ailleurs, pour ouvrir le sujet au delà des spécificités des polysaccharides de paroi de chacune des algues, il serait intéressant d’examiner les différences inter-espèces au niveau des métabolites secondaires comme le DMSP et la dopamine, et ceci en fonction des conditions de culture.

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ANNEXES

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ANNEXE A : COMPOSITION DE LA SOLUTION FERTILISANTE DE CONWAY

La solution de Conway, ou milieu de Walne, est une solution fertilisante couramment utilisée pour la culture de la plupart des algues (Coutteau, 1996). Elle est particulièrement adaptée à la culture de masse (Andersen, 2005). L'enrichissement est notamment basé sur un apport en nitrates NO3 et en phosphates PO4. Il est préconisé de fertiliser avec 1 mL de la solution de Conway pour 1 L d'eau de mer. La dose que nous avons appliquée est légèrement plus faible puisque 200 mL de solution ont été apportés pour 230 L d'eau de mer.

SOLUTION PRINCIPALE pour 1 L

NaNO3 100 g NaH2PO4 , 2H2O 20 g Na2EDTA 45 g H3BO3 33,6 g MnCl2 ,6H2O 0,36 g FeCl3, 6H2O 1,3 g

solution métallique 1 mL

SOLUTION METALLIQUE pour 100 mL

ZnCl2 2,1 g

CoCl2, 6H2O 2 g

CuSO4, 5H2O 2 g

(NH4)6Mo7O24, 4H20 0,9 g

Une solution vitaminique, à la dose de 0,1 mL/L, peut également être ajoutée dans les bacs de culture pour éviter toute limitation de la croissance. Nous l'avons jugée non nécessaire dans le cas de nos expérimentations.

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ANNEXE B : EVOLUTION DES CONDITIONS D'ECLAIREMENT R EÇUES SUR LA STATION EXPERIMENTALE

Contrairement à ceux placés à l'intérieur, les bacs placés à l'extérieur sont soumis à des conditions d'éclairement très variables. Voici pour témoin, l'évolution de l'insolation quotidienne, en minutes, et du rayonnement global, en Joules/cm², reçus par jour sur la station expérimentale entre le 1er mars et le 30 juin 2009 :

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

01/0

3/20

09

07/0

3/20

09

13/0

3/20

09

19/0

3/20

09

25/0

3/20

09

31/0

3/20

09

06/0

4/20

09

12/0

4/20

09

18/0

4/20

09

24/0

4/20

09

30/0

4/20

09

06/0

5/20

09

12/0

5/20

09

18/0

5/20

09

24/0

5/20

09

30/0

5/20

09

05/0

6/20

09

11/0

6/20

09

17/0

6/20

09

23/0

6/20

09

29/0

6/20

09

inso

latio

n qu

otid

ienn

e (m

in)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

rayo

nnem

ent g

loba

l (J/

cm²)

insolation quotidienne

rayonnement global

Les données ont été fournies par Météo France, et relevées à la station du sémaphore de l'Ile de Bréhat (N° INSEE 22016001 ; coordonnées Lambert 48°51'4 N 03°00'3 O ; à 5,3 km à vol d'oiseau de la station) pour l'insolation quotidienne, et à celle du sémaphore de Saint-Cast Le Guildo (N° INSEE 22282001 ; coordonnées Lambert 48°38'6 N 02°14'8 O ; à 66 km à vol d'oiseau) pour le rayonnement global. Notons que les valeurs du rayonnement relevées à Saint-Cast sont sans doute un peu plus fortes qu'au CEVA. Il apparaît que le rayonnement global reçu augmente sur la période mars-juin 2009. La photosynthèse, et donc la croissance des algues cultivées en fin de période, devraient donc s'en faire ressentir. La tendance à l'augmentation de l'insolation quotidienne est moindre, mais devrait avoir un impact elle aussi sur les performances des cultures. Il est possible de calculer le rayonnement efficace pour la photosynthèse des algues (PAR) à partir du rayonnement global (documents internes) :

Intensité lumineuse PAR (µE/m²/s) = 0,48 × (Rayonnement global (J/cm²)/0,864) Nous pouvons alors conclure que les cultures d'algues ont été soumises à une intensité lumineuse variant de 230 à 1720 µE/m²/s sur la période du 1er mars au 30 juin 2009.

43

ANNEXE C : SUIVI DU pH AU COURS DES EXPERIENCES

Le pH est un facteur très important pour la santé de la culture. Malheureusement, il est soumis à de fortes variations, et doit donc être suivi pour une bonne gestion de la culture.

Lors de nos expériences, le pH du milieu de culture a été mesuré quotidiennement, à

14h, dans chacun des bacs (voir fig. ci-dessous). Nous avons pu constater quelques pics d'augmentation du pH. Ce phénomène est du au développement de la biomasse algale dans les bacs, ainsi qu'à la consommation d'azote par les algues. En effet, plus la biomasse est importante, plus le taux de fixation de carbone inorganique de la culture augmente. Arrive alors un moment où la quantité de CO2 fournit par l'atmosphère (échanges entre l'air et l'eau du bac) n'est plus suffisante pour satisfaire aux besoins de la culture (Andersen, 2005). C'est pourquoi les milieux de culture (excepté pour Ulvaria obscura cultivée en intérieur) sont supplémentés en CO2. Le pH a alors pu être véritablement contrôlé par le débit d'arrivée de CO2.

7,00

8,00

9,00

10,00

11,00

12,00

16/2/09 0:00 8/3/09 0:00 28/3/09 0:00 17/4/09 0:00 7/5/09 0:00 27/5/09 0:00 16/6/09 0:00 6/7/09 0:00

pH

12345

Suivi du pH, relevé à 14h dans les différents bacs de culture : 1 : Ulvaria obscura, cultivée en extérieur ; 2 : Ulvaria obscura, cultivée en intérieur ; 3 : Ulva armoricana, en conditions de milieu enrichi ; 4 : Ulva

armoricana, en conditions d'obscurité ; 5 : Ulva armoricana, en conditions du milieu appauvri

44

ANNEXE D : SUIVI DE LA TEMPERATURE AU COURS DES EXP ERIENCES Les expériences de culture se sont déroulées du 1er mars au 30 juin 2009. Un suivi quotidien de la température de l'air et de l'eau des bacs a été réalisé pour témoigner de l'évolution des conditions climatiques sur la période. En effet, celles-ci devraient avoir une influence non négligeable sur la performance et la composition des algues. Est présentée ci-dessous l'évolution de la température de l'eau des bacs relevée à 14h pour Ulvaria obscura cultivée à l'extérieur (en bleu), Ulvaria obscura cultivée à l'intérieur (en rose) et Ulva armoricana cultivée à l'extérieur (en vert).

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

16/2/09 0:00 8/3/09 0:00 28/3/09 0:00 17/4/09 0:00 7/5/09 0:00 27/5/09 0:00 16/6/09 0:00 6/7/09 0:00

T(°C

)

Ulvaria extUlvaria intUlva ext

Une augmentation graduelle de la température sur la période est à noter, avec des températures de culture nettement plus élevées pour U. armoricana que pour U. obscurum. On constate également que la température de culture d'U. obscurum est globalement supérieure à l'extérieur qu'à l'intérieur, où les bacs ne bénéficient pas de l'ensoleillement naturel. Parallèlement, les mêmes phénomènes sont observés pour la température de l'air (données non présentées).

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ANNEXE E : TAUX DE CROISSANCE ET GAINS EN MATIERE S ECHE DES ALGUES U. OBSCURA ET U. ARMORICANA

Pour chaque espèce d'algue, et pour chaque condition de culture appliquée, sont donnés les taux de croissance relatifs, les gains en matière sèche et les rendements annuels en tonnes sèches par hectare (voir tableau ci-dessous).

date récolte

espèce cultivée et conditions de culture Taux de croissance

relatif moyen journalier (%/j)

Gain moyen journalier en

MS (g sec/j/m²)

Rendement (Tsec/ha/an)

17/03 Ulvaria 7j enrichi extérieur 6,7 7,7 28,1 24/03 Ulvaria 7j enrichi extérieur 6,7 6,9 25,3 07/04 Ulvaria 7j enrichi extérieur 4,8 5,5 20,1 12/05 Ulvaria 14j enrichi extérieur 6,4 9,5 34,6 09/06 Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 18,3 9,5 34,7 28/04 Ulvaria 21j enrichi extérieur 8,8 10,4 38,0 31/03 Ulvaria 7j extérieur 14,9 23,0 84,1 26/05 Ulvaria 14j extérieur 8,3 6,8 24,7 24/03 Ulvaria 7j enrichi intérieur 5,0 4,7 17,3 07/04 Ulvaria 7j enrichi intérieur 3,9 4,3 15,8 12/05 Ulvaria 14j enrichi intérieur 4,6 3,4 12,5 09/06 Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 10,0 3,1 11,4 31/03 Ulvaria 7j intérieur 4,0 5,2 19,1 26/05 Ulvaria 14j intérieur 3,8 3,8 13,9 22/06 Ulva 7j enrichi extérieur 25,1 39,0 142,3 29/06 Ulva 7j enrichi extérieur 26,8 44,8 163,4 22/06 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 39,0 29,8 46,6 29/06 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 44,8 30,6 47,9 22/06 Ulva 7j extérieur 3,7 2,7 9,9 29/06 Ulva 7j extérieur 7,2 5,8 21,0

L'accroissement de biomasse étant mesuré entre le jour d'ensemencement et le jour de récolte, après 7, 14 ou 21 jours, le taux de croissance et le gain en matière sèche sont exprimés en valeur moyenne par jour.

Le rendement annuel donne simplement une idée de la productivité de chaque espèce à plus grande échelle. En effet, il ne correspond qu'à l'extrapolation du gain en matière sèche moyen, mesuré sur la période de croissance la plus active des algues (printemps). Il ne tient donc pas compte des phases de ralentissement de la croissance (hiver), auxquels sont pourtant confrontés les algoculteurs.

46

ANNEXE F : TENEURS EN MS, MM ET MO DES ALGUES U. OBSCURA ET U. ARMORICANA

Les teneurs en matière sèche (MS), matière minérale (MM) et matière organique (MO) pour chaque espèce d'algue et pour chaque condition de culture appliquée figurent ci-dessous (voir tableau ci-dessous).

espèce et conditions de culture MS (%) MM (%MS) MO (%MS)

Ulvaria 7j enrichi extérieur 18,4 ± 2,8 12,7 ± 1,3 87,3 Ulvaria 7j enrichi extérieur 16,6 ± 2,5 11,6 ± 1,2 88,4 Ulvaria 7j enrichi extérieur 19,9 ± 3,0 16,1 ± 1,6 83,9 Ulvaria 14j enrichi extérieur 18,9 ± 2,8 20,2 ± 2,0 79,8 Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 17,4 ± 2,6 18,4 ± 1,8 81,6 Ulvaria 21j enrichi extérieur 21,2 ± 3,2 16,3 ± 1,6 83,7 Ulvaria 7j extérieur 18,1 ± 2,7 19,6 ± 2,0 80,4 Ulvaria 14j extérieur 17,0 ± 2,6 22,1 ± 2,2 77,9 Ulvaria 7j enrichi intérieur 16,4 ± 2,5 18,6 ± 1,9 81,4 Ulvaria 7j enrichi intérieur 20,0 ± 3,0 21,4 ± 2,1 78,6 Ulvaria 14j enrichi intérieur 27,2 ± 4,1 12,3 ± 1,2 87,7 Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 17,4 ± 2,6 19,6 ± 2,0 80,4 Ulvaria 21j enrichi intérieur 32,0 ± 4,8 11,1 ± 1,1 88,9 Ulvaria 7j intérieur 23,7 ± 3,6 19,6 ± 2,0 80,4 Ulvaria 14j intérieur 30,2 ± 4,5 12,0 ± 1,2 88,0 Ulva récoltée 13,4 ± 2,0 32,3 ± 3,2 67,7 Ulva 7j enrichi extérieur 14,6 ± 2,2 22,4 ± 2,2 77,6 Ulva 7j enrichi extérieur 14,6 ± 2,2 22,4 ± 2,2 77,6 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 10,3 ± 1,5 26,0 ± 2,6 74,1 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 11,3 ± 1,7 26,4 ± 2,6 73,6 Ulva 7j extérieur 16,5 ± 2,5 18,6 ± 1,9 81,4 Ulva 7j extérieur 15,7 ± 2,4 16,3 ± 1,6 83,7

L'évolution de la composition en matière minérale (%MS) des algues Ulvaria obscura en fonction de la durée de la culture sans renouvellement de l'eau (7, 14 ou 21 jours) est représentée ci-dessous :

0

5

10

15

20

25


%M

S

7j

14j

21j

Alors que l'augmentation de la durée de culture semble entraîner une diminution de la teneur en matière minérale chez les algues cultivées à l'intérieur, cette tendance n'est pas retrouvée chez les algues cultivées à l'extérieur.

47

ANNEXE G : TENEURS EN AZOTE ET EN PROTEINES DES ALGUES U. OBSCURA ET U. ARMORICANA

Les teneurs en azote (en % de la matière sèche et % de la matière organique), ainsi que le contenu protéique des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana, en fonction des conditions de culture appliquées sont données dans le tableau ci-dessous.

espèce et conditions de culture N

(%MS) N

(%MO) Protéines (% MO)

Ulvaria 7j enrichi extérieur 5,7 6,5 40,6 Ulvaria 7j enrichi extérieur 5,8 6,6 41,3 Ulvaria 7j enrichi extérieur 5,6 6,7 42,0 Ulvaria 14j enrichi extérieur 5,9 7,4 46,5 Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 7,3 8,9 55,8 Ulvaria 21j enrichi extérieur 6,5 7,8 48,5 Ulvaria 7j extérieur 3,3 4,2 26,0 Ulvaria 14j extérieur 2,2 2,9 17,8 Ulvaria 7j enrichi intérieur 4,7 5,7 35,7 Ulvaria 7j enrichi intérieur 5,3 6,8 42,3 Ulvaria 14j enrichi intérieur 6,5 7,5 46,6 Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 5,9 7,4 46,1 Ulvaria 7j intérieur 3,4 4,2 26,1 Ulvaria 14j intérieur 3,1 3,5 22,1 Ulva 7j enrichi extérieur 1,7 1,3 8,2 Ulva 7j enrichi extérieur 2,2 1,7 10,8 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 4,0 3,0 18,7 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 4,4 3,3 20,5 Ulva 7j extérieur 0,9 0,7 4,3 Ulva 7j extérieur 0,8 0,7 4,4

La variation

interspécifique de la teneur en azote dans les tissus (histogramme A), ainsi que l'effet de l'enrichissement du milieu par la solution fertilisante de Conway sur le contenu azoté (histogramme B) sont également présentés ci-contre.

0

3

6

9

12


%M

O

Ulvaria

Ulva

A

B

0

3

6

9


%M

O

enrichi

non enrichi

B

48

ANNEXE H : TENEURS EN CHLOROPHYLLE TOTALE, RATIOS C HL B/CHL A ET CHL TOT/N DES ALGUES U. OBSCURA ET U. ARMORICANA

Les teneurs en chlorophylle totale, ainsi que les ratios chlorophylle b/chlorophylle a et chlorophylle totale/N sont présentés ci-dessous pour les algues U. obscura et U. armoricana, en fonction des conditions de cultures appliquées.

espèce et conditions de culture Chl tot (mg/g) Chl b/Chl a Chl tot/N Ulvaria 7j enrichi extérieur 2,0 ± 0,9 0,75 0,006 Ulvaria 7j enrichi extérieur 1,4 ± 0,7 0,56 0,004 Ulvaria 7j enrichi extérieur 2,3 ± 0,7 0,53 0,008 Ulvaria 14j enrichi extérieur 3,4 ± 1,9 0,70 0,011 Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 3,1 ± 1,4 0,55 0,007 Ulvaria 21j enrichi extérieur 4,1 ± 1,2 0,64 0,013 Ulvaria 7j extérieur 1,4 ± 0,8 0,63 0,008 Ulvaria 14j extérieur 0,4 ± 0,2 1,00 0,003 Ulvaria 7j enrichi intérieur 2,9 ± 0,2 0,75 0,010 Ulvaria 7j enrichi intérieur 7,4 ± 1,4 0,76 0,028 Ulvaria 14j enrichi intérieur 6,5 ± 4,8 0,97 0,027 Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 5,6 ± 3,8 0,75 0,017 Ulvaria 21j enrichi intérieur 11,1 ± 1,5 0,79 Ulvaria 7j intérieur 4,9 ± 2,0 0,75 0,034 Ulvaria 14j intérieur 4,0 ± 2,1 0,82 0,039 Ulva 7j enrichi extérieur 0,7 ± 0,7 0,75 0,006 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 1,4 ± 0,8 0,67 0,004 Ulva 7j extérieur 0,2 ± 0,2 1,00 0,004

0

3

6

9

12

Ulva 7j ext Ulvaria 7j ext Ulvaria 14j ext Uvaria 7j int Ulvaria 14j int

mg/

g fr

ais

enrichi

non enrichi

0

3

6

9

12

15


mg/

g fr

ais

7j14j21j

L'influence de la fertilisation du milieu (histogramme A) et de la durée de culture (histogramme B) en fonction des conditions de culture appliquées et de l'espèce considérée sont mises en évidence ci-contre. Le graphique B ne concerne que l'espèce Ulvaria obscura.

A

B

49

ANNEXE I : TENEURS EN SOUFRE TOTAL ET SULFATES DES ALGUES U. OBSCURA ET U. ARMORICANA

L'évolution de la composition en soufre et métabolites sulfatés des algues Ulvaria obscura et U. armoricana, en fonction des conditions de culture appliquées, est présentée ci-dessous, au travers des teneurs en soufre total (% de la matière sèche), en sulfates (% de la matière organique déprotéinée) et du rapport sulfates/rhamnose (voir tableau ci-dessous).

espèce et conditions de culture S (%MS) Sulfates

(%MO déprot.) Sulfates/Rha

Ulvaria 7j enrichi extérieur 1,9 10,7 1,1 Ulvaria 7j enrichi extérieur 2,7 11,2 1,3 Ulvaria 7j enrichi extérieur 3,4 16,4 1,9 Ulvaria 14j enrichi extérieur 3,5 15,7 1,9 Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 4,1 22,1 1,8 Ulvaria 21j enrichi extérieur 3,8 20,2 2,2 Ulvaria 7j extérieur 3,5 13,7 1,6 Ulvaria 14j extérieur 4,0 14,0 1,5 Ulvaria 7j enrichi intérieur 2,6 12,9 1,9 Ulvaria 7j enrichi intérieur 3,4 16,9 2,2 Ulvaria 14j enrichi intérieur 2,8 11,7 1,7 Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 3,6 13,8 1,5 Ulvaria 7j intérieur 3,2 12,9 2,2 Ulvaria 14j intérieur 2,8 8,2 1,4 Ulva 7j enrichi extérieur 3,5 8,5 1,0 Ulva 7j enrichi extérieur 3,6 8,9 1,1 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 3,2 7,6 1,0 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 3,2 7,5 0,9 Ulva 7j extérieur 3,7 9,4 1,0 Ulva 7j extérieur 3,2 7,9 0,9

Les algues Ulvaria obscura montrent des teneurs en sulfates différentes en fonction du niveau d'intensité lumineuse auquel elles sont exposées et en fonction de la durée de culture sans renouvellement de l'eau (voir graphique ci-dessous).

0

5

10

15

7j enrichi 14j enrichi 14j (4j obscurité)enrichi

7j non enrichi 14j non enrichi

%M

O d

ép

roté

iné

e

extérieur

intérieur

La teneur en sulfates tend à être plus élevée pour les algues cultivées à l'intérieur 7 jours durant, en comparaison avec celles cultivées à l'extérieur. Par contre, quand la période de culture passe de 7 à 14 jours, la teneur en sulfates devient significativement supérieure pour les algues cultivées à l'extérieur.

50

ANNEXE J : PROFIL DES SUCRES DES ALGUES U. OBSCURA ET U. ARMORICANA

Les teneurs des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana en sucres totaux, sucres neutres, acides uroniques, ainsi que leur composition détaillée en sucres sont données dans le tableau ci-dessous (page suivante), en fonction des conditions de culture auxquelles elles ont été soumises. Deux exemples de chromatogramme d'Ulvaria obscura 7j enrichi extérieur (A) et d'Ulva armoricana 7j enrichi extérieur (B) sont également données ci-dessous (Signal du détecteur à indice de réfraction RI). Le pic de l'acide galacturonique et celui de l'acide iduronique sont respectivement mis en évidence par des flèches verte et rouge sur les chromatogrammes.

Are

a: 11

67.4

8

Are

a: 2

51.4

99

Are

a: 41

302.

2

Are

a: 20

29.5

6

Are

a: 13

7.97

4

Are

a: 51

3.01

3

Are

a: 1

717.

65

Are

a: 22

9.681

Are

a: 30

85.8

9

Are

a: 14

43.0

9

Are

a: 17

61.9

3 A

rea:

1410

3.6

Are

a: 99

3.682

Are

a: 11

76.3

6

Are

a: 24

76.2

6

Are

a: 63

472.

6

4.1

27

24.

566

13.

273

4.5

50

3.5

28

6.4

73

5.6

36

11.

012

19.

448

10.

138

16.

398

17.

773

Are

a: 2

317.

38

Are

a: 11

954.

3

Are

a: 1

227.

79

Are

a: 21

21.4

4

Are

a: 1

052.

51 Are

a: 38

05.6

8

Are

a: 12

96.7

5 A

rea:

8758

.53

Are

a: 75

1.419

Are

a: 66

2.57

Are

a: 38

5.609

Are

a: 1

097.

16

Are

a: 64

708.

4

24.

407

4.1

20

3.5

22

13.

224

6.4

51

4.5

43

5.6

16

10.

958

19.

339

15.

653

14.

929

16.

337

0 30 min

0

4000 RI

0

1750 RI

Are

a: 11

67.4

8

Are

a: 2

51.4

99

Are

a: 41

302.

2

Are

a: 20

29.5

6

Are

a: 13

7.97

4

Are

a: 51

3.01

3

Are

a: 1

717.

65

Are

a: 22

9.681

Are

a: 30

85.8

9

Are

a: 14

43.0

9

Are

a: 17

61.9

3 A

rea:

1410

3.6

Are

a: 99

3.682

Are

a: 11

76.3

6

Are

a: 24

76.2

6

Are

a: 63

472.

6

4.1

27

24.

566

13.

273

4.5

50

3.5

28

6.4

73

5.6

36

11.

012

19.

448

10.

138

16.

398

17.

773

Are

a: 2

317.

38

Are

a: 11

954.

3

Are

a: 1

227.

79

Are

a: 21

21.4

4

Are

a: 1

052.

51 Are

a: 38

05.6

8

Are

a: 12

96.7

5 A

rea:

8758

.53

Are

a: 75

1.419

Are

a: 66

2.57

Are

a: 38

5.609

Are

a: 1

097.

16

Are

a: 64

708.

4

24.

407

4.1

20

3.5

22

13.

224

6.4

51

4.5

43

5.6

16

10.

958

19.

339

15.

653

14.

929

16.

337

0 30 min

0

4000 RI

0

1750 RI

A

B

Temps de rétention

Tableau : teneurs en sucres neutres (% de la matière sèche), acides uroniques (% de la matière sèche), sucres totaux (% de la matière sèche) et composition détaillée en sucres (% molaire de la fraction carbohydrate) des algues Ulvaria obscura et Ulva obscura en fonction des conditions de culture appliquées. (Gal = Galactose ; Glu = Glucose ; Man = Mannose ; Xyl = Xylose ; Ac. Idu = Acide Iduronique ; Rha = Rhamnose ; Ac. Gal = Acide Galacturonique ; Ac. Glu = Acide Glucuronique).

Teneurs en sucres (% molaire)

Sucres neutres (%MS)

Acides uroniques

(%MS)

Sucres (%MS) Gal Glu Man Xyl Ac. Idu Rha Ac. Gal Ac. Glu

Ulvaria 7j enrichi extérieur 15,7 3,2 18,8 7,5 18,1 2,3 22,2 0,0 35,2 6,0 8,6 Ulvaria 7j enrichi extérieur 15,8 2,8 18,6 8,3 25,9 2,2 20,4 0,0 30,2 4,0 9,0 Ulvaria 7j enrichi extérieur 16,2 2,5 18,7 7,5 28,4 2,8 19,3 0,0 30,3 3,5 8,2 Ulvaria 14j enrichi extérieur 12,0 2,1 14,0 9,3 17,5 3,7 23,2 0,0 33,5 3,8 9,1 Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 12,8 2,5 15,2 8,5 11,1 4,4 23,7 0,0 38,3 3,8 10,2 Ulvaria 21j enrichi extérieur 12,8 1,9 14,7 10,1 17,1 3,9 23,9 0,0 34,1 4,0 7,0 Ulvaria 7j extérieur 37,6 3,3 40,9 4,0 60,4 0,9 10,4 0,0 16,8 2,2 5,2 Ulvaria 14j extérieur 38,8 3,1 41,9 3,3 57,2 1,3 11,8 0,0 19,7 1,3 5,3 Ulvaria 7j enrichi intérieur 14,3 1,9 16,2 9,8 30,2 2,2 19,1 0,0 28,4 5,7 4,6 Ulvaria 7j enrichi intérieur 18,3 2,7 21,0 7,5 32,6 2,3 19,2 0,0 27,1 2,6 8,6 Ulvaria 14j enrichi intérieur 18,2 1,2 19,4 7,2 49,1 1,9 15,4 0,0 21,1 1,9 3,5 Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 14,1 2,1 16,2 9,1 19,5 3,8 22,4 0,0 34,0 5,0 6,2 Ulvaria 7j intérieur 30,3 2,2 32,5 5,1 60,8 1,2 11,0 0,0 15,9 2,8 3,2 Ulvaria 14j intérieur 39,7 1,9 41,5 3,2 69,5 1,2 8,8 0,0 13,2 1,7 2,4 Ulva 7j enrichi extérieur 29,8 5,8 35,6 1,9 50,0 0,3 8,0 5,3 24,9 0,0 9,5 Ulva 7j enrichi extérieur 26,4 5,1 31,4 2,5 45,5 1,9 8,6 3,4 26,9 0,0 11,2 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 12,2 5,2 17,4 3,3 16,3 1,1 12,0 6,7 40,6 0,0 20,0 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 12,9 7,1 20,0 4,3 16,7 0,2 11,1 13,9 35,5 0,0 18,3 Ulva 7j extérieur 38,9 7,2 46,1 1,2 54,6 0,1 7,6 6,5 22,2 0,0 7,7 Ulva 7j extérieur 42,7 7,7 50,5 1,3 55,3 1,9 7,5 7,1 20,1 0,0 6,8

51

52

ANNEXE K : RENDEMENTS ET EFFICACITE D'EXTRACTION D ES ULVANES D'U. OBSCURA ET D'U. ARMORICANA

Les rendements d'extraction massique, en % de la matière sèche, ainsi que l'efficacité d'extraction des ulvanes, en % de récupération du rhamnose final par rapport au contenu en rhamnose initial, obtenus à partir des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana, sont présentés ci-dessous.

espèce et conditions de culture Rendement d'extraction

massique (% MS) Efficacité d'extraction

(% Rha f/Rha i) Ulvaria 7j enrichi extérieur 11,6 34,6 Ulvaria 7j enrichi extérieur 11,8 36,1 Ulvaria 7j enrichi extérieur 14,9 52 Ulvaria 14j enrichi extérieur 10,6 34,4 Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 9,8 26,2 Ulvaria 21j enrichi extérieur 9,7 28,5 Ulvaria 7j extérieur 18,6 50,8 Ulvaria 14j extérieur 19,8 45,8 Ulvaria 7j enrichi intérieur 9,6 28,1 Ulvaria 7j enrichi intérieur 10,8 28,3 Ulvaria 14j enrichi intérieur 12 30,1 Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 12 40,3 Ulvaria 7j intérieur 18,9 49,5 Ulvaria 14j intérieur 22 42,6 Ulva 7j enrichi extérieur 19,5 Ulva 7j enrichi extérieur 16,8 57,3 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 18,7 66,6 Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 16,7 60,6 Ulva 7j extérieur 19,7 54,9 Ulva 7j extérieur 19 51,9

Le traitement de stabilisation post-récolte des algues a une influence sur le rendement et l'efficacité d'extraction des ulvanes (voir tableau ci-dessous). Le rendement a tendance à être amélioré quand l'extraction est menée directement sur les algues fraîches. En revanche, aucune tendance de l'influence du traitement post récolte des algues sur l'efficacité d'extraction ne peut être dégagée ici.

état sur lequel est

réalisée l'extraction Rendement d'extraction

massique (% MS) Efficacité d'extraction

(% Rha f/Rha i) frais 12,0 40,5 Ulvaria 7j enrichi extérieur sec 11,6 34,6 frais 15,4 27,3

Ulvaria 7j enrichi extérieur sec 11,8 36,1 frais 12,5 42,1

Ulvaria 7j enrichi intérieur sec 9,6 28,1

52

53

L'efficacité de l'extraction des ulvanes à partir de l'algue Ulvaria obscura est influencée par la durée de la culture sans renouvellement de l'eau (voir graphique ci-dessous). Avec l'augmentation de la durée de culture, l'efficacité d'extraction a tendance à diminuer. Ce résultat n'est cependant pas vérifié pour les algues cultivées à l'intérieur, en conditions de milieu enrichies.

0

15

30

45


% R

ha f/

Rha

i

7j

14j

21j

53

54

ANNEXE L : TENEURS EN MS, MM ET MO DES ULVANES D' U. OBSCURA ET D'U. ARMORICANA

Les teneurs en matière sèche (MS), matière minérale (MM) et matière organique (MO) des ulvanes extraits des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana, sont présentées ci-dessous, en fonction des conditions de culture appliquées (voir tableau ci-dessous).

espèce et conditions de culture MS (%) MM (%MS) MO (%MS) extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 96,1 ± 4,8 39,7 ± 7,9 60,3 extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 98,6 ± 4,9 37,0 ± 7,4 63,1 extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 97,3 ± 4,9 22,9 ± 4,6 77,1 extrait d'Ulvaria 14j enrichi extérieur 96,0 ± 4,8 25,0 ± 5,0 75,0 extrait d'Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 96,8 ± 4,8 20,6 ± 4,1 79,4 extrait d'Ulvaria 21j enrichi extérieur 95,0 ± 4,8 21,8 ± 4,4 78,2 extrait d'Ulvaria 7j extérieur 99,5 ± 5,0 19,2 ± 3,8 80,8 extrait d'Ulvaria 14j extérieur 99,8 ± 5,0 20,0 ± 4,0 80,0 extrait d'Ulvaria 7j enrichi intérieur 89,1 ± 4,5 25,2 ± 5,0 74,8 extrait d'Ulvaria 7j enrichi intérieur 97,2 ± 4,9 23,7 ± 4,7 76,3 extrait d'Ulvaria 14j enrichi intérieur 98,2 ± 4,9 20,7 ± 4,1 79,3 extrait d'Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 98,2 ± 4,9 17,9 ± 3,6 82,1 extrait d'Ulvaria 7j intérieur 97,0 ± 4,9 18,0 ± 3,6 82,0 extrait d'Ulvaria 14j intérieur 98,6 ± 4,9 14,0 ± 2,8 86,0 extrait d'Ulva 7j enrichi extérieur 95,2 ± 4,8 22,6 ± 4,5 77,4 extrait d'Ulva 7j enrichi extérieur 93,4 ± 4,7 25,0 ± 5,0 75,0 extrait d'Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 100 ± 5,0 24,6 ± 4,9 75,4 extrait d'Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 98,7 ± 4,9 30,1 ± 6,0 69,9 extrait d'Ulva 7j extérieur 99,7 ± 5,0 24,4 ± 4,9 75,6 extrait d'Ulva 7j extérieur 96,5 ± 4,8 23,3 ± 4,7 76,7

0

10

20

30

40

7j enrichi 14j enrichi 14j (4j obscurité)enrichi

7j non enrichi 14j non enrichi

%M

S

extérieur

intérieur

0

10

20

30

40


%M

S

enrichi

non enrichi

Bien que les résultats ne soient pas totalement discriminants, la tendance à l'augmentation de la teneur en matière minérale (%MS) des ulvanes extraits d'Ulvaria obscura et d'Ulva armoricana avec l'exposition à une intensité lumineuse plus élevée (voir fig. A) et l'enrichissement du milieu (fig. B) peut être dégagée.

A

B

54

55

ANNEXE M : TENEURS EN AZOTE ET PROTEINES DES ULVANE S D'U. OBSCURA ET D'U. ARMORICANA

Les teneurs en azote (en % de la matière sèche et en % de la matière organique), ainsi que les teneurs en protéines des ulvanes d'Ulvaria obscura et d'Ulva armoricana sont présentées ci-dessous, en fonction des conditions de culture appliquées aux algues (voir tableau ci-dessous).

espèce et conditions de culture N (%MS) N (%MO) Protéines (%MO)

extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 2,4 4,0 24,9 extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 2,4 3,8 23,4 extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 2,2 2,9 18,0 extrait d'Ulvaria 14j enrichi extérieur 2,8 3,7 23,0 extrait d'Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 2,9 3,7 23,2 extrait d'Ulvaria 21j enrichi extérieur 2,6 3,4 21,1 extrait d'Ulvaria 7j extérieur 0,9 1,1 6,7 extrait d'Ulvaria 14j extérieur 0,7 0,9 5,5 extrait d'Ulvaria 7j enrichi intérieur 2,1 2,9 17,9 extrait d'Ulvaria 7j enrichi intérieur 2,3 3,1 19,1 extrait d'Ulvaria 14j enrichi intérieur 3,1 3,9 24,1 extrait d'Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 1,3 1,6 9,9 extrait d'Ulvaria 7j intérieur 0,9 1,1 7,1 extrait d'Ulvaria 14j intérieur 1,2 1,4 8,8 extrait d'Ulva 7j enrichi extérieur 0,4 0,5 3,1 extrait d'Ulva 7j enrichi extérieur 0,6 0,7 4,6 extrait d'Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 1,4 1,9 11,9 extrait d'Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 1,7 2,5 15,5 extrait d'Ulva 7j extérieur 0,3 0,4 2,5 extrait d'Ulva 7j extérieur 0,4 0,5 3,1

Les facteurs de luminosité (voir fig. A, ne concerne que l'algue Ulvaria obscura) et

d'obscurité (voir fig. B) ont parfois un effet non négligeable sur la teneur en azote (en %MO) des extraits. Cependant, aucune tendance ne peut être dégagée de ces observations.

0

1

2

3

4

5


enrichi

7j non enrichi 14j nonenrichi

%M

O

extérieur

intérieur

0

1

2

3

4

5

Ulva 7j ext Ulvaria 14j ext Ulvaria 14j int

%M

O

sans obscurité

avec obscurité

A B

55

56

ANNEXE N : TENEURS EN SOUFRE TOTAL ET EN SULFATES DES ULVANES D'U. OBSCURA ET D'U. ARMORICANA

Les teneurs en soufre (en % de la matière sèche) et en sulfates (en % de la matière organique déprotéinée) des extraits polysaccharidiques des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana sont données ci-dessous. L'évolution du rapport sulfates/rhamnose en fonction des conditions de culture appliquées est également présentée (voir tableau ci-dessous).

espèce et conditions de culture S

(%MS) Sulfates

(%MO déprot.) Sulfates/Rha

extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 5,2 18,8 3,62 extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 5,1 19,7 3,85 extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 5,4 19,2 3,59 extrait d'Ulvaria 14j enrichi extérieur 5,8 20,3 3,50 extrait d'Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 5,5 17,5 3,19 extrait d'Ulvaria 21j enrichi extérieur 5,8 20,7 3,60 extrait d'Ulvaria 7j extérieur 5,1 17,6 3,43 extrait d'Ulvaria 14j extérieur 4,6 15,4 3,37 extrait d'Ulvaria 7j enrichi intérieur 4,4 17,8 4,07 extrait d'Ulvaria 7j enrichi intérieur 6,0 21,0 3,51 extrait d'Ulvaria 14j enrichi intérieur 3,7 15,5 4,16 extrait d'Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 4,4 14,9 3,43 extrait d'Ulvaria 7j intérieur 4,6 13,6 2,94 extrait d'Ulvaria 14j intérieur 3,2 9,2 2,91 extrait d'Ulva 7j enrichi extérieur 5,2 17,4 extrait d'Ulva 7j enrichi extérieur 5,5 16,1 2,90 extrait d'Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 5,3 22,5 4,27 extrait d'Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 5,3 17,3 3,26 extrait d'Ulva 7j extérieur 5,6 17,3 3,07 extrait d'Ulva 7j extérieur 5,1 16,2 3,15

L'évolution de la teneur en sulfates (en % de la matière organique déprotéinée) dans les ulvanes d'Ulvaria obscura, en fonction de la durée de culture de ces algues et des autres conditions de culture appliquées, est donnée ci-dessous.

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0


%M

O d

epro

t.

7j

14j

21j

56

57

ANNEXE O : PROFIL DES SUCRES DES ULVANES D' U. OBSCURA ET D'U. ARMORICANA

Les teneurs des ulvanes en sucres totaux, sucres neutres, acides uroniques, ainsi que leur composition détaillée en sucres sont données dans le tableau ci-dessous (voir page suivante), en fonction de l'espèce d'algue à partir de laquelle ils ont été extraits, et des conditions de culture auxquelles cette dernière a été soumise. Deux exemples de chromatogramme des ulvanes d'Ulvaria obscura 7j enrichi extérieur (A) et d'Ulva armoricana 7j enrichi extérieur (B) sont également données ci-dessous (Signal du détecteur à indice de réfraction RI). Le pic de l'acide galacturonique et celui de l'acide iduronique sont respectivement mis en évidence par des flèches verte et rouge sur les chromatogrammes.

Are

a: 1

026.

32 A

rea:

129

65.2

Are

a: 7

917.

32

Are

a: 9

821.

71

Are

a: 1

013.

12

Are

a: 1

03.1

69

Are

a: 1

327.

18

Are

a: 4

777.

35

Are

a: 6

105.

08

Are

a: 2

21.2

09

Are

a: 5

751.

1

Are

a: 4

8190

.2

Are

a: 3

377.

96

Are

a: 1

678.

72

Are

a: 1

894.

86

Are

a: 8

838.

29

Are

a: 6

3568

.6 14.

042

26.

362

4.2

17

5.0

66

6.6

86

10.

390

11.

650

20.

835

5.7

89

3.5

83

17.

507

19.

472

18.

961

Are

a: 6

145.

17 Are

a: 1

7115

.7

Are

a: 6

169.

4

Are

a: 8

917.

16

Are

a: 8

407.

39

Are

a: 1

938.

24

Are

a: 1

6046

.8

Are

a: 5

81.0

28

Are

a: 5

070.

4

Are

a: 3

9740

.3

Are

a: 9

66.0

37

Are

a: 2

497.

67

Are

a: 2

277.

82

Are

a: 1

552

Are

a: 1

303.

89

Are

a: 5

115.

45

Are

a: 6

5494

.6

14.

039

4.2

11

26.

301

6.6

77

3.5

79

5.7

84

4.6

00

11.

639

6.1

85

20.

816

16.

039

16.

736

17.

484

19.

471

10.

368

0 30 min

0

5000 RI

0

5000 RI

Are

a: 1

026.

32 A

rea:

129

65.2

Are

a: 7

917.

32

Are

a: 9

821.

71

Are

a: 1

013.

12

Are

a: 1

03.1

69

Are

a: 1

327.

18

Are

a: 4

777.

35

Are

a: 6

105.

08

Are

a: 2

21.2

09

Are

a: 5

751.

1

Are

a: 4

8190

.2

Are

a: 3

377.

96

Are

a: 1

678.

72

Are

a: 1

894.

86

Are

a: 8

838.

29

Are

a: 6

3568

.6 14.

042

26.

362

4.2

17

5.0

66

6.6

86

10.

390

11.

650

20.

835

5.7

89

3.5

83

17.

507

19.

472

18.

961

Are

a: 6

145.

17 Are

a: 1

7115

.7

Are

a: 6

169.

4

Are

a: 8

917.

16

Are

a: 8

407.

39

Are

a: 1

938.

24

Are

a: 1

6046

.8

Are

a: 5

81.0

28

Are

a: 5

070.

4

Are

a: 3

9740

.3

Are

a: 9

66.0

37

Are

a: 2

497.

67

Are

a: 2

277.

82

Are

a: 1

552

Are

a: 1

303.

89

Are

a: 5

115.

45

Are

a: 6

5494

.6

14.

039

4.2

11

26.

301

6.6

77

3.5

79

5.7

84

4.6

00

11.

639

6.1

85

20.

816

16.

039

16.

736

17.

484

19.

471

10.

368

0 30 min

0

5000 RI

0

5000 RI

A

B

57

Temps de rétention

Tableau : teneurs en sucres neutres (% de la matière sèche), acides uroniques (% de la matière sèche), sucres totaux (% de la matière sèche) et composition détaillée en sucres (% molaire de la fraction carbohydrate) des extraits polysaccharidiques d'Ulvaria obscura et d'Ulva obscura en fonction des conditions de culture appliquées. (Gal = Galactose ; Glu = Glucose ; Man = Mannose ; Xyl = Xylose ; Ac. Idu = Acide Iduronique ; Rha = Rhamnose ; Ac. Gal = Acide Galacturonique ; Ac. Glu = Acide Glucuronique).

Teneurs en sucres (% molaire)

Sucres neutres (%MS)

Acides uroniques

(%MS)

Sucres (%MS) Gal Glu Man Xyl Ac. Idu Rha Ac. Gal Ac. Glu

extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 31,1 8,6 39,6 6,4 2,3 1,2 27,1 0,0 44,3 5,7 13,0 extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 30,1 7,8 37,9 6,2 6,7 1,4 26,8 0,0 41,1 5,5 12,3 extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 39,7 8,4 48,1 5,6 11,3 6,3 23,0 0,0 38,7 4,4 10,8 extrait d'Ulvaria 14j enrichi extérieur 30,3 6,2 36,5 5,9 6,7 6,1 25,2 0,0 41,4 4,3 10,4 extrait d'Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 29,4 6,3 35,6 7,1 4,1 5,6 25,0 0,0 43,0 4,5 10,7 extrait d'Ulvaria 21j enrichi extérieur 30,2 5,4 35,6 6,0 6,5 8,0 24,6 0,0 41,9 4,9 8,1 extrait d'Ulvaria 7j extérieur 50,9 6,7 57,6 3,6 32,1 5,5 17,8 0,0 30,7 2,5 7,8 extrait d'Ulvaria 14j extérieur 45,8 6,6 52,4 4,3 27,2 4,9 18,1 0,0 34,5 2,2 8,8 extrait d'Ulvaria 7j enrichi intérieur 31,7 3,5 35,3 4,9 24,3 1,4 24,5 0,0 36,3 4,5 4,1 extrait d'Ulvaria 7j enrichi intérieur 32,5 5,1 37,6 4,4 15,5 6,6 24,3 0,0 37,4 3,6 8,2 extrait d'Ulvaria 14j enrichi intérieur 37,4 3,6 41,0 4,2 43,1 4,7 16,5 0,0 23,6 3,8 4,1 extrait d'Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 53,1 6,2 59,2 3,1 34,4 4,5 18,1 0,0 30,7 3,7 5,5 extrait d'Ulvaria 7j intérieur 52,7 5,1 57,8 2,6 49,3 4,3 14,3 0,0 21,7 2,8 5,1 extrait d'Ulvaria 14j intérieur 21,7 4,0 25,7 4,9 15,4 6,8 22,6 0,0 36,9 5,9 7,5 extrait d'Ulva 7j enrichi extérieur 36,9 21,2 58,0 1,0 8,9 1,0 7,2 13,3 49,1 0,0 19,6 extrait d'Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 28,3 18,4 46,7 1,2 3,2 2,2 7,1 12,0 50,9 0,0 23,4 extrait d'Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 29,6 21,6 51,2 1,2 3,7 1,2 7,4 17,4 48,4 0,0 20,7 extrait d'Ulva 7j extérieur 36,4 21,8 58,2 1,2 10,1 1,2 7,5 17,1 46,3 0,0 16,6 extrait d'Ulva 7j extérieur 42,7 22,8 65,5 1,0 19,0 1,1 6,7 16,9 40,6 0,0 14,6

58

1

ANNEXE P : CARACTERISTIQUES MACROMOLECULAIRES DES U LVANES D'U. OBSCURA ET D'U. ARMORICANA

La détermination de la masse molaire (g/mol) des différentes populations macromoléculaires des ulvanes extraits est permise par la droite étalon établit en équivalent pullulan (voir ci-dessous).

Courbe de calibration en équivalent pullulan

y = -0,438x + 12,876R2 = 0,9987

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

6,50

15 16 17 18 19 20 21

Temps (en min)

Log(

M)

Le détail des caractéristiques des populations macromoléculaires - masse molaire et répartition - est donné ci-dessous pour chacun des extraits d'U. obscura et U. armoricana (voir tableau ci-dessous).

1er pic 2e pic 3e pic

espèce et conditions de culture M (g/mol) % M (g/mol) % M (g/mol) %

extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur * 240 891 98,5 28 168 1,5 extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur * 250 050 98,1 26 945 1,8 extrait d'Ulvaria 7j enrichi extérieur 225 357 95,9 25 477 4,1 extrait d'Ulvaria 14j enrichi extérieur 230 496 93,9 21 646 6,1 extrait d'Ulvaria 14j (4j obscurité) enrichi extérieur 200 301 93,9 19 820 6,1 extrait d'Ulvaria 21j enrichi extérieur 227 678 95,6 22 299 4,4 extrait d'Ulvaria 7j extérieur 235 510 97,2 25 477 2,8 extrait d'Ulvaria 14j extérieur 240 881 91,2 19 678 8,8 extrait d'Ulvaria 7j enrichi intérieur 248 147 90,4 27 824 9,6 extrait d'Ulvaria 7j enrichi intérieur 278 331 87,3 21 185 12,7 extrait d'Ulvaria 14j enrichi intérieur 227 678 63,9 18 278 36,1 extrait d'Ulvaria 14j (4j d'obscurité) enrichi intérieur 260 393 93,7 20 564 6,3 extrait d'Ulvaria 7j intérieur 281 775 95,9 28 226 4,1 extrait d'Ulvaria 14j intérieur 248 657 92,8 20 862 7,2 extrait d'Ulva 7j enrichi extérieur 1 503 819 87,2 118 156 12,8 extrait d'Ulva 7j enrichi extérieur 1 347 627 81,0 117 312 19,0 extrait d'Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 1 104 639 89,3 116 473 9,3 20 417 1,4 extrait d'Ulva 7j (4j obscurité) enrichi extérieur 1 077 800 85,8 115 641 13,5 20 564 0,7 extrait d'Ulva 7j extérieur 1 874 528 89,0 140 055 11,0 extrait d'Ulva 7j extérieur 1 741 185 89,7 131 043 10,3

* échantillons préparés à 4 mg/ML (tous les autres ont été préparés à 0,4 mg/mL). Notons que la concentration à laquelle est préparé l'extrait pour l'analyse a une influence sensible sur la détermination de la masse molaire de

chaque population.

59

2

La superposition du signal UV 280 nm (en bleu) sur le signal du détecteur à indice de réfraction (en rouge), permet d'identifier la part protéique de l'extrait. Dans nos essais, c'est la fraction B qui est associée aux protéines (voir graphique ci-dessous, extrait d'Ulvaria obscura cultivée 7 jours durant, en conditions de milieu enrichies, à l'extérieur).

Temps de rétention

0 35 min

60

3

ANNEXE Q : SUIVI DE LA QUANTITE TOTALE DE NITRATES DANS LES BACS DE CULTURE D' ULVARIA OBSCURA

Au cours d'un stage de 4 mois au CEVA, Sophie Obaton (2009) a mené, en parallèle de mon étude, un travail de validation de méthodes d'analyses des sels nutritifs dans l'eau de mer. Elle a entre autre fait le suivi de la concentration en nitrates dans les bacs de culture d'Ulvaria obscura. Nous avons choisi de présenter ici quelques-uns de ses résultats, illustrant la consommation des nitrates par les algues pendant leur croissance.

Les tableaux ci-dessous résument l'évolution des teneurs en nitrates NO3-, en

grammes, dans les bacs d'Ulvaria obscura cultivées en intérieur ou en extérieur. J0 correspond au renouvellement de l'eau du bac pour les dates du 28 avril et du 12 mai, le milieu étant ou non enrichi par 200 mL de solution fertilisante de Conway (soit un apport total de 14,6 g de nitrate). Par contre, le J0 du 6 mai correspond uniquement au ré-enrichissement du milieu de culture par la solution de Conway, l'eau du bac n'ayant pas été renouvelée ce jour là. La période de culture allant du 28 avril au 12 mai s'est réalisée en conditions de milieu enrichies (rose), alors que celle allant du 12 au 19 mai s'est réalisée en conditions de milieu appauvri (vert). J7 correspond au prélèvement d'eau de culture 7 jours après J0, juste avant que le milieu ne soit renouvelé ou ré-enrichi. L'eau de mer pompée à proximité du CEVA contient globalement très peu de nitrates (de 0,007 à 0,06 g), mais nous avons décidé de les comptabiliser dans le bilan.

28-avr 06-mai 06-mai 12-mai 12-mai 19-mai bac intérieur J0 J7 J0 J7 J0 J7

eau de mer 0,06 7,3 0,007 solution de Conway 14,6 14,6 0 Total dans le bac 14,7 7,3 21,9 20,9 0,007 0,4

28-avr 06-mai 06-mai 12-mai 12-mai 19-mai bac extérieur

J0 J7 J0 J7 J0 J7 eau de mer 0,06 2,2 0,007 solution de Conway 14,6 14,6 0 Total dans le bac 14,7 2,2 16,8 0,4 0,007 0,2

Nous constatons qu'en conditions de milieu enrichi, la quantité totale de nitrates dans le bac diminue au cours du temps, et ce de manière beaucoup plus forte si la culture est menée à l'extérieur. En revanche, en conditions de milieu appauvri, la quantité de nitrates dans le bac a tendance à légèrement augmenter. En conditions favorables, les algues consomment les nitrates disponibles dans le milieu, pour assurer leur croissance et pour faire des réserves. Au contraire, en conditions de limitation azotée, les algues ont tendance à se dégrader.

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Pôle Halieutique :

Spécialisation Halieutique dominante PVH

Enseignant responsable : Catherine Guérin

Cadre réservé à la bibliothèque centrale

Auteur(s) : Jennifer Champenois

Nb pages : 34 Annexe(s) : 17

Année de soutenance : 2009

Organisme d'accueil : CEVA

Adresse : presqu'île de Pen Lan 22 610 Pleubian Maître de stage : Jean-François Sassi

Titre : Influence des conditions de culture d'algues marines de l'ordre des Ulvales sur leur croissance et leur composition.

Résumé :

Les algues vertes appartenant à l'ordre des Ulvales renferment dans leur paroi des polysaccharides sulfatés - les ulvanes - qui représentent une nouvelle source de principes actifs cosmétiques. Les algues de marées vertes échouées constituent une biomasse disponible pour l'extraction de ces ulvanes, mais difficilement exploitable par les industriels de la cosmétique, du fait, notamment, d'une composition trop peu stable. En revanche, nous avons pu montrer que la mise en culture des algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana et le contrôle des paramètres de culture permettent d'orienter et de stabiliser la croissance et la composition chimique de ces algues, ainsi que le rendement, l'efficacité d'extraction et la composition chimique des ulvanes extraits à partir de ces algues. Ainsi, l'enrichissement du milieu de culture en sels nutritifs et l'exposition à de fortes intensités lumineuses conduit à la production massive d'algues enrichies en protéines, et à l'extraction d'ulvanes enrichis en sulfates, en protéines, en rhamnose et en acides uroniques. Au contraire, le fait de ne pas fertiliser le milieu de culture ralentit certes la croissance, mais aboutit à la production d'algues enrichies en amidon et à l'extraction, plus efficace, d'un polysaccharide de masse molaire moyenne plus élevée. On constate d'autre part qu'une période de 4 jours d'obscurité permet de diminuer la teneur en amidon dans les algues Ulvaria obscura et Ulva armoricana et leurs extraits. Enfin, l'augmentation de la durée de culture sans renouvellement d'eau entraîne un enrichissement des algues en protéines et en espèces soufrées si la culture se déroule en conditions de milieu enrichies, et une nette amélioration du rendement d'extraction d'ulvanes de masse molaire moyenne supérieure si la culture se déroule en conditions de milieu appauvries.

Abstract :

Green seaweeds belonging to the Ulvales order contain a sulfated polysaccharide called ulvan, which presents interesting properties for cosmetics. Ulvan can be extracted from beached seaweeds ("green tides"), but in this case it doesn't really meet quality and consistency requirements of manufacturers.

We showed that growing the green seaweeds Ulvaria obscura and Ulva armoricana under controlled aquaculture conditions allows predictable and consistent modifications of the growth rate and chemical composition of these seaweeds, as well as ulvan extraction yield, extraction efficiency and chemical composition. Ulvaria obscura and Ulva armoricana grown in a nutrient-enriched medium, under high light intensity, exhibit increased growth rate and higher protein content. At the same time, sulphate, protein, rhamnose and uronic acids contents increase in ulvans extracted from these seaweeds. Light and nutrient availability, as well as darkness and length of the culture period are other parameters that have been shown to influence the productivity and chemical composition of seaweeds and ulvans.

Mots-clés : ulvane, Ulva armoricana, Ulvaria obscura, conditions de culture, taux de croissance, composition chimique,

Key-words : ulvan, Ulva armoricana, Ulvaria obscura, cultural conditions, growth rate, chemical composition

Diffusion :

� Non limitée

� Limitée (préciser au verso)

Je soussignée Jennifer Champenois propriétaire des droits de reproduction du résumé du présent document, autorise toutes les sources bibliographiques à signaler et publier ce résumé.

Date : 27/08/09 Signature :

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Documents

INFLUENCE DES CONDITIONS DE CULTURE D ALGUES …de la synthèse d'acide hyaluronique, agent d'élasticité de la peau (Hirayama et al. , 1993). De ce point de vue, l'ulvane d'Ulvales