Usine pilote de culture de microalgues

Les micro-algues, même si elles ne sont pas encore suffisamment explorées, sont actuellement consi-dérées comme une source potentielle de substan-ces bioactives dans l’industrie alimentaire et phar-maceutique. Ces substances possèdent une grande valeur sur le marché international et leur demande augmente au même rythme que le développement de la technologie industrielle, la biotechnologie et la demande internationale de nouveaux médicaments et denrées alimentaires.

Le présent travail prétend donner une vision globale sur les possibilités de la biotechnologie avec des micro-algues comme une activité économique, potentiellement viable dans des territoires comme les Îles Canaries ou le Maroc. De même, cette étude ambitionne d’offrir des données expérimentales vérifiées, quant au possible développement et à la mise en service d’une usine pilote de production de micro-algues.

Héctor Salvador Mendoza GuzmánAdelina de la Jara ValidoPatrícia Alexandra Clemente Janeiro de AssunçãoKaren Freijanes PresmanesLaura Carmona DuarteEduardo Portillo HahnefeldNajat ElkhiatiMohammed Ramdani

Developpment potentiel denouvelles activités économiquesassociées à la biotechnologie aux Canaries et au Maroc

Ce manuel a été élaboré dans le cadre du projetr Techmarat (http://techmarat.org/ )Projet co-financé par le programme Poctefex (http://www.poctefex.eu/ )

Institutions partenaires du projet Techmarat:

Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC)Facultad de Ciencias del Mar.Campus de Tafira. 35017 Las Palmas de Gran Canaria, Espagne

Instituto Tecnológico de Canarias, SA (ITC)Playa de Pozo Izquierdo, s/n35119 Santa Lucía, Espagne

Université Hassan II, Faculté des Sciences Aïn Chock Km 8, Route d’El JadidaBP 5366 Casablanca CP 20100 Maroc

Université Mohamed V Agdal - Institut Scientifique, RabatDépartement de Zoologie & Ecologie AnimaleAvenue ibn Batouta, BP 703, Rabat, Maroc

Centre Spécialisé de Valorisation et Technologie des Pro-duits de la Mer (C.S.V.T.P.M) Institut National de Recherche Halieutique (INRH)B.P 5221, Quartier industrielAgadir, 80004, Maroc

TABLE DE MATIÈRES

1. Introduction

2. Espèces cultivées

3. Systèmes de culture

4. Produits et marchés pour les micro-algues

5. Production de β-carotène et Dunaliella salina

6. Produire des micro-algues aux Canaries

7. Produire des micro-algues au Maroc

8. Activités d'aquaculture des micro-algues

9. Usine pilote de culture de micro-algues

9.1 Recommandations d’emplacement

9.2 Sélection de ceps de culture

9.3 Procédés de culture

9.3.1 L’augmentation du volume de culture : la mise à l’échelle ou scale-up

9.3.2 Gestion de culture

9.3.3 Récolte de culture

9.3.4 Traitement de biomasse

9.4 Législation

10. Budgets

10.1 Budgets d’équipements

10.1.1 Budget de laboratoire

10.1.2 Budget de culture et de traitement

10.2 Budget de génie civil

10.3 Résumé du budget Total

10.4 Développement en échelle

11. Épilogue

12. Références bibliographiques

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4 USINE PILOTE DE CULTURE DE MICRO-ALGUES

5DOCUMENTATION TECHNIQUE ET MANUELS

INTRODUCTION1.

Les micro-algues ont été, depuis les années 1950, objet d’un grand intérêt socio-économique en tant que source alternative d’alimentation et de substances bioactives. Bien que dans un premier temps elles ont été considérées comme une source de protéines (protéine unicellulaire), elles sont aussi appréciées que d’autres végétaux et beaucoup moins chères.



Les études développées tout au long de la décennie des années 80 du 20ème siècle ont démontré que la productivité et les coûts des cultures intensives de micro-algues sont loin d’être entièrement compétitifs face à l’agriculture traditionnelle. Actuellement, les micro-algues sont considérées une source potentielle, pas encore suffisamment explorée en tant que substances bioactives d’intérêt dans l’industrie alimentaire et pharmaceutique. Ces substances atteignent une grande valeur sur le marché international et leur demande augmente progressivement au même rythme que le développement de la technologie industrielle, la biotechnologie et la demande internationale de nouveaux médicaments et des composés d’alimentation.

Les micro-algues constituent un groupe de microorganismes dont les emplois potentiels n’ont pas été suffisamment étudiés. On a décrit plus de 40.000 espèces de micro-algues. Néanmoins, moins de 1% ont été soumises aux travaux de « screening » pour l’identification de nouvelles substances bioactives ou potentielles applications industrielles ou agricoles. Ces végétaux unicellulaires constituent l’une des plus importantes réserves de nouveaux produits ainsi que de nouvelles applications. Cela justifie le grand intérêt qu’elles suscitent actuellement.

Les premiers travaux sur l’exploitation commerciale des micro-algues datent de la décennie des années 50 du 20ème siècle.

À cette époque apparaissait le premier recueil sur la culture à grande échelle de micro-algues pour la consommation humaine «Algal culture from laboratory to pilot plant» (Burlew, 1953). À partir de ce moment, les emplois potentiels attribués aux micro-algues et les perspectives recherchées deviennent de plus en plus nombreux.

Les utilisations de ces organismes végétaux microscopiques ont concerné tout d’abord l’utilisation comme fourrage pour les animaux jusqu’à l’obtention d’hormones, comme les auxines et les gibbérellines, tout en passant par leur utilisation comme bio-fertilisants, ou dans le traitement des eaux résiduaires. Néanmoins, et malgré ces premiers espoirs, comme il s’agit de cultures assez techniques et relativement coûteuses, l’exploitation commerciale des micro-algues s’est vue limitée à un nombre réduit d’espèces et à des pays ayant un grand potentiel technologique.

La culture de micro-algues est une activité qui n’est pas encore pleinement établie avec des niveaux de production relativement limités dans laquelle coïncident une série de facteurs :



• Dans des conditions de rayonnement lumineux élevé, les micro-algues possèdent une efficience photosynthétique faible, ainsi qu’une étroite marge de réponse aux variations de rayonnement. Ceci peut affecter avec des faibles taux de croissances et avec la difficulté d’optimiser leur culture à grande échelle.

• Les cultures dans des grands étangs à ciel ouvert, même si elles sont moins chères et plus simples, sont extrêmement vulnérables à la pollution à cause des micro-prédateurs ou des algues opportunistes. Elles sont aussi extrêmement sensibles aux variations des conditions environnementales. Tout cela rend difficile le contrôle et la stabilité des cultures à grande échelle dans ce type de systèmes, tout en réduisant la quantité d’espèces cultivables : celles hautement adaptées aux conditions extrêmes de culture et qui rendent difficile la pollution provoquée par des organismes concurrents ou par des prédateurs. Tel est le cas de Dunaliella salina, qui est l’une des algues les plus halotolérantes des organismes connus, ou de la Spirulina, une cyano-procaryotes qui vit dans des habitats alcalins.

• Les systèmes de cultures fermées (photobioréacteurs), même s’ils permettent d’atteindre des productions élevées, sont coûteux et compliqués. À long terme, leur efficience productive se réduit et ce à cause de la pollution ou de la perte de surface illuminée par effet des adhérences organiques, précipitations, marques ou égratignures, ainsi qu’à cause de l’existence de zones d’angles morts de turbulence faible ou de renouvellement.

• Néanmoins, la culture des algues à grande échelle est déjà une activité qui a favorisé l’apparition de grandes et rentables exploitations. Celles-ci, malgré leur rentabilité, se concentrent dans la production d’un nombre limité d’espèces cultivables dans de grands étangs de culture à ciel ouvert. Certaines d’entre elles sont des exploitations semi-extensives de grands lacs salins naturels ou de salines abandonnées.




Les espèces de micro-algues exploitées commercialement sont actuellement peu nombreuses. Celles-ci se bornent au nombre réduit d’espèces cultivables dans des grands systèmes de culture ouverte. Il s’agit d’espèces ayant de grands taux de croissance et très adaptées aux conditions qui limitent la croissance d’autres microorganismes. Parmi ces espèces on peut remarquer les suivantes:

Espèces cultivées2.



Chlorella a été la première espèce de micro-algue verte à être isolée et cultivée. Elle se produit, fondamentalement, dans des bassins de culture à ciel ouvert. Néanmoins, actuellement il y a de plus en plus d’exploitations de cultures dans des photo-bioréacteurs fermés, et même dans des fermenteurs de croissance hétérotrophique. À ce genre appartiennent, généralement, des espèces dulçaquicoles. Elles sont capables de maintenir des taux élevés de croissance dans des systèmes ouverts, et constituent un polluant habituel dans des cultures intensives d’autres espèces. Leurs applications fondamentales sont le développement d’aliments fonctionnels ou la diététique humaine. Néanmoins, leurs usages ont été très variés : depuis la nutrition animale jusqu’au traitement des eaux résiduaires. Le marché mondial pour cette espèce peut être estimé à environ 2.000 tonnes annuelles, essentiellement dans des pays industrialisés.

Les sites web de certaines compagnies productrices de Chlorella sont : www.sunchlorellausa.com www.taiwanchlorella.com

Figure 1.- Culture de haute densité de Chlorella pyrenoidosa (x200)


Spirulina constitue actuellement une des espèces la plus cultivée. Il s’agit d’une cyanobactérie filamenteuse capable de maintenir des taux de croissance élevés dans des milieux alcalins qui limitent la croissance d’espèces polluantes. Ceci permet l’exploitation dans des systèmes semi-extensifs dans des grands lacs où cette micro-algue pousse naturellement. L’intérêt de cultiver cette espèce repose sur ses teneurs élevés en protéines, pouvant représenter jusqu’à 60% du poids sec, et en vitamines variées. Actuellement, il s’agit de l’une des espèces de micro-algues la plus demandée commercialement et nombreuses sont les entreprises dédiées à cette production. On estime une demande annuelle dans les pays industrialisés d’environ 3.000 tonnes.

Voici des sites web d’entreprises productrices : www.cyanotech.comwww.earthrise.comwww.dic.co.jp/eng/products/linaPage générique d’intérêt : www.spirulinasource.com/algaedirectory

Figure 2.- Spirulina sp. (x400)


Dunaliella est le genre le plus étudié quant à sa culture en masse. En effet, Dunaliella est l’espèce dominante parmi celles les plus utilisées en aquaculture. Elle peut pousser dans des milieux hypersalins et il s’agit de l’un des micro-organismes ayant la plus grande osmotolérance connue.

Elle présente des contenus élevés en ß-carotène, l’un des pigments le plus demandé dans l’industrie alimentaire. En outre, grâce à la présence de provitamine A, elle possède aussi d’importantes applications dans l’industrie pharmaceutique. Les milieux hypersalins où l’on cultive la Dunaliella salina permettent son exploitation dans des systèmes ouverts, aussi bien intensifs que semi-extensifs sans aucun risque de pollution avec d’autres espèces. Dunaliella salina a été la première micro-algue cultivée pour la production commerciale de substances d’application industrielle en chimie fine pour l’obtention de βß-carotène et de glycérol. Actuellement, il y a plusieurs compagnies dédiées à la culture commerciale à grande échelle de cette espèce, situées fondamentalement en Israël, en Australie et aux États-Unis. L’estimation de la demande mondiale en βß-carotène est d’environ 500 tonnes avec un volume de marché approximatif de 300 millions de dollars.

Les plus grandes entreprises productrices de βß-carotène à partir de la culture de Dunaliella salina sont :

Figure 3.- Dunaliella salina (x400) en phase de synthèse et accumulation de carotène. Pendant cette phase, normalement provoquée par des conditions de stress, les cellules synthétisent et accumulent une grande quantité de ß-carotène.


• AquaCarotene Limited : Exploitations semi-extensives dans des lacs salins en Australie (www.aquacarotene.com).

• Nature Beta Technologie (NBT) : entreprise de capital japonais qui appartient à la Nikken Sohonsha Corporation (www.chlostanin.co.jp/english/e_left.html). Elle a été développée à l’ombre des recherches du professeur Bent-Amotz dans le National Institute of Oceanography d’Israel dans la localité israélienne d’Eliat (http://www.chlostanin.co.jp/english/e_e_1.html). Il s’agit d’une des rares entreprises dédiées à la production intensive de Dunaliella salina dans des étangs ouverts type raceway.

• Las entreprises Betatene Ltd y Western Biotecnologies, toutes les deux australiennes, sont des exploitations semi-extensives de Dunalilla salina dans des grands lacs hypersalins du Sud de l’Australie. Les deux entreprises, subsidiaires de la grande multinationale chimique Henkel

Corporation ont été vendues en 2001 à un grand consortium de sociétés financières tout en intégrant l’entreprise chimique Cognis (http://www.cognis.com/cognis.html). Congnis est actuellement l’un des plus grands producteurs et fournisseurs mondiales de βß-carotène naturel provenant de Dunaliella salina sous la marque enregistrée de Betatene. (http://www.cognis.com/framescout.html?/ProductCatalog/FindYourProduct.html).

Comme cas particulier méritant une mention spéciale, on a l’entreprise chilienne Norbiotech (http://www.pez.cl/directorio/empresas/Norbiotech%20Chile.htm).

Il s’agit d’une petite exploitation en étangs de culture à ciel ouvert qui s’est installée dans le désert d’Atacama pendant la décennie des années 90 du siècle précédant. Cette petite exploitation pourrait être un modèle approprié pour le développement de petites exploitations locales aux Canaries, associées à d’autres cultures de zones arides comme l’Aloe vera.


15DOCUMENTATION TECHNIQUE ET MANUELS 15DOCUMENTATION TECHNIQUE ET MANUELS

Les systèmes massifs de culture de micro-algues peuvent être classés en deux grandes catégories :

· Systèmes ouverts:- Bassins naturels ou artificiels (systèmes extensifs ou semi-extensifs)- Raceway ou systèmes type «champ de course» et dérivés.- Systèmes de couche fine et dérivés.

· Systèmes fermés et semi-fermés(photo-bioréacteurs tubulaires et plats)

Systèmes de culture3.


Figure 4.- Photo-bioréacteur tubulaire conventionnel cylindrique (tests de matériaux constructifs ITC-2006)

En général les systèmes fermés permettent un contrôle effectif des cultures, spécialement de la température et des niveaux d’injection de CO

2 et réduisent les risques de

pollution. Néanmoins, les systèmes fermés ou photo-bioréacteurs sont, généralement, plus chers et ne permettent que le travail avec un volume de culture qui n’est pas assez grand, étant substantiellement plus petit que le volume employé dans les systèmes ouverts. Les systèmes fermés constituent des systèmes de culture hautement intensifiés et nombreux sont les rendements que l’on peut atteindre. Quelques modèles permettent même le contrôle absolu sur des paramètres abiotiques de culture comme la lumière ou la température. On distingue deux modèles fondamentaux de photo-bioréacteurs, les photobioréacteurs tubulaires et les bioréacteurs plats ou alvéolaires.

Les photo-bioréacteurs tubulaires varient depuis des structures simples cylindriques jusqu’à des systèmes avec des kilomètres de tuyauterie transparente de petit diamètre (30-200 mm). L’un des types de photo-bioréacteur tubulaire le plus étendu est celui que l’on appelle Biocoil. Celui-ci consiste en une structure hélicoïdale à tube flexible transparent en polyéthylène, dans laquelle la culture reste en constante circulation au moyen des pompes ou systèmes de pompage par airlif (systèmes d’impulsion pneumatique). On a développé des expériences dans lesquelles on a démontré avec la possibilité de cultiver des micro-algues avec ce photo-bioréacteur, que de leur utilisation dans des milieux isolés, comme dans le cas des épreuves de survivance sous-marine.

(http://news.cnet.com/2300-11395_3-6178101-4.htmll).


Les photo-bioréacteurs plats ou alvéolaires sont moins étendus, et consistent en des structures plates, transparentes, dans lesquelles la relation surface/volume est élevée. Dans ce type de photo-bioréacteurs, l’agitation des cultures est, généralement, obtenue au moyen d’un système de bouillonnement.

Les photo-bioréacteurs sont des systèmes couteux et complexes et les entreprises les utilisant sont peu nombreuses. Parmi celles-ci, on peut citer Aquaserch Inc., qui utilise un dessin propre de photo-bioréacteur tubulaire (AGM) pour la production en système mixte (en photo-bioréacteur et en raceway) de Haematococcus pour l’obtention d’astaxanthine (caroténoïde très utilisé en aquaculture et en industrie alimentaire).

Actuellement, les systèmes de culture ouverte continuent à être les plus utilisés. Il s’agit de moyens qui ne permettent pas un contrôle effectif des conditions de culture, par conséquent ils sont exposés aux conditions environnementales et possèdent de grands risques de pollution. Tout ceci fait que ce système de culture se limite à un nombre réduit d’espèces extrêmophiles, capables de maintenir des taux élevés de croissance dans des conditions limites pour la plupart des microorganismes, et aux environnements ayant un climat doux et une grande quantité d’heures d’illumination solaire. Il n’est donc pas surprenant que la plupart des exploitations de micro-algues se localisent dans des régions comme l’Australie, Israël ou Hawaï. Bien qu’ils tendent à présenter des rendements plus faibles que les systèmes fermés, l’utilisation de moyens à grande technicité de monitoring, d’automatisation et de serres climatisées d’atmosphère contrôlée les rapprochent aux caractéristiques et rendements de quelques systèmes fermés plus simples.

Parmi les systèmes de culture ouverte, le plus fréquent et le plus connu est celui appelé raceway ou culture en « champ de course ». Schématiquement, ce système consiste en un dépôt allongé divisé longitudinalement en deux circuits communiquant dans les extrémités. Dans ces circuits, l’eau doit être constamment en mouvement, et elle est impulsée par un système de pelles afin d’éviter la sédimentation des algues. Dans le raceway, l’eau n’atteint pas plus de quinze ou de vingt centimètres de hauteur, ce qui permet l’exposition maximale de la culture au rayonnement solaire.

Figure 5.- Photo-bioréacteur tubulaire cylindrique vertical


Les systèmes de culture en couche fine se basent sur des étangs inclinés dans lesquels la culture circule dans une fine lame d’à peine un centimètre d’épaisseur. Le système de couche fine est extrêmement productif, mais les coûts de pompage tendent à faire monter les coûts de manière importante. Actuellement, on essaye la combinaison de systèmes de culture mixtes, où l’on combine des phases de croissance dans des systèmes fermés et ouverts.

Figure 6.- Culture d’espèces marines de micro-algues dans des systèmes type « champ de course » à double circuit sous serre (test dans l’usine de culture ITC-2006)

Nombreux sont les brevets sur de nouvelles conceptions de photo-bioréacteurs, étant donné que l’ingénierie des cultures est l’un des aspects le plus étudié et dans lequel le plus grand effort de recherche s’est développé pendant les dernières années, spécialement dan le secteur privé. D’après certains auteurs, tout cela tourne à l’oublie de la composante biologique.


Figure 7. - Nouveaux brevets à propos de la culture de micro-algues. Source: Espacenet (http://www.epo.org/searching/free/espacenet.html)

Nou

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evet

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Années

MICRO-ALGUES

PHOTO-BIORÉACTEURS

Les améliorations dans les modèles des systèmes de culture, même si elles permettent d’augmenter l’efficience et de réduire les coûts de production ne permettront pas de dépasser les limites des systèmes biologiques, c’est-à-dire, les limites imposées par les propres espèces cultivées. Il faudrait souligner la grande diversité de photo-bioréacteurs générés par la recherche appliquée (étant la plupart des variations à partir des mêmes

principes ou modèles) par rapport à la faible quantité d’espèces qui restent actuellement en culture, et qui sont essentiellement les mêmes que l’on a commencé à cultiver dans la seconde moitié du XXème siècle. En outre, et malgré le niveau de sophistication atteint pour le dessin des photo-bioréacteurs, le système de culture le plus employé dans les grandes usines de production continue à être celui des bassins ouverts type « champ de course ».


Figure 8.- Dessins de photo-bioréacteurs. Evaluation de matériaux constructifs. (ITC-2005)


À cause des innombrables innovations, une attention particulière est à accorder à la culture des micro-algues en milieux solides, à savoir les cultures immobilisées où les algues se tiennent dans un substrat solide au moyen des techniques d’immobilisation ou d’absorption. Il s’agit de systèmes hautement productifs, avec des rendements élevés par unité de surface. En outre, elles offrent une alternative aux systèmes de récolte des cultures traditionnelles utilisant des centrifugeuses ou des tamis industriels (plus compliqués et plus coûteux). Néanmoins, ces cultures ne se libèrent pas du problème biologique, car toutes les espèces ne sont pas cultivables moyennant ces systèmes. De ce fait, un important travail de sélection d’espèces et de souches reste à mettre en place. Au cours de ces dernières années, le développement des cultures hétérotrophiques ou mixotrophiques a connu une grande importance. Il s’agit de systèmes de cultures dans des grands fermentateurs industriels dans lesquels on utilise des sources organiques de nutriments, de carbone et de nitrogène ou encore une combinaison de ces sources avec celles des cultures phototropiques où l’on utilise des moyens inorganiques et de lumière. Ce type de culture est caractérisé par son efficience productive élevée, ayant des rendements pouvant dépasser les 10 g/L jour, c’est-à-dire, entre dix à vingt fois supérieurs aux rendements obtenus par les cultures traditionnelles de micro-algues.

Les fermentateurs constituent des systèmes de culture fermés où on peut maintenir, de très près, le contrôle des différents paramètres de culture. Ce sont des systèmes très bien établis

et qui possèdent une vaste expérience, ainsi qu’une grande offre sur le marché technologique. La non-dépendance du rayonnement de la lumière pour la croissance des algues fait que ces cultures ne se trouvent pas soumises aux inconvénients dérivés de la grande relation surface-volume nécessaire dans les cultures phototrophiques. Cependant, le principal inconvénient réside dans la dépendance d’une source organique de nutriments, ce qui rend impossible une des avantages stratégiques des micro-algues, celle d’être des cultures primaires dont les seules exigences sont la lumière et les fertilisants inorganiques.

Les cultures par fermentation sont une activité industrielle ayant une consommation d’énergie et un capital technologique élevés. Par conséquent, il s’agit d’une activité loin des activités agricoles ou aquacoles où il serait possible de placer la production traditionnelle de micro-algues. Le fort investissement industriel, exigé par la mise en service d’une usine de production de micro-algues par fermentation, ne serait commercialement viable que par la génération d’une biomasse à haute valeur ajoutée. On a déjà démontré que cette formule commerciale est actuellement possible. Dans ce sens, on peut souligner que l’entreprise Martek (http://www.martek.com/) est l’une des plus importantes du secteur de la biotechnologie bleue. Martek est spécialisée dans la production d’acides gras du type –βω3 pour la consommation humaine à partir de micro-algues, spécialement pour le développement de formules pour la nutrition infantile.


Figure 9.- Crypthecodinium cohnii

Figure 10.- Fermentateur de laboratoire. Les matériaux transparents permettent la culture mixotrophique de micro-algues (aussi bien avec des sources organiques qu’inorganiques de nutriments)

De la même façon, la production hétérotrophe de micro-algues se voit aussi limitée par le faible nombre d’espèces adaptées à cette culture. Les seules espèces produites à grande échelle dans des fermentateurs industrielles sont : Crypthecodinium cohnii et Schizochytrium. A cet inconvénient, il faut ajouter le coût et la complexité de gestion des sources organiques de nutriments et des cultures propres. Néanmoins, des études développées par l’Institut Technologique des Canaries (ITC) proposent des alternatives qui ouvrent la possibilité à l’utilisation comme nutriments de déchets issus de l’industrie alimentaire. Ainsi, le projet PROCYRP et LACTOALGA (ITC 2003-2009) proposaient la réutilisation de lactosérums originaires des fromageries industrielles pour la culture de Crypthecodinium cohnii et de Schizochytrium pour la production d’acides gras -βω3 aptes pour la consommation humaine. Le projet a démontré la viabilité de cette activité ainsi que la possibilité d’une complémentarité pleine entre le secteur agroalimentaire plus traditionnel et plus enraciné, comme l’industrie fromagère, et une biotechnologie d’avant-garde basée sur les micro-algues, où celles-ci permettraient l’obtention d’une biomasse à haute valeur ajoutée ainsi que la revalorisation de ce qui n’est qu’un déchet très polluant et de gestion complexe comme les lactosérums.


Produits et marché pour les micro-algues

4.


Mis à part l’industrie (restreinte à un nombre réduit de produits) et la production destinée à l’aquiculture, la plupart du marché pour les produits obtenus à partir des micro-algues correspond d’abord aux aliments diététiques et fonctionnels, et ensuite au marché d’additifs alimentaires, spécialement caroténoïdes comme l’astaxanthine et le ß-carotène. Actuellement, la production d’acides gras polyinsaturés à longue chaîne -β3 et -β6 pour la consommation humaine à partir des micro-algues devient de plus en plus importante. En effet, ces algues se présentent comme une alternative du futur optimal face à la source traditionnelle de ces substances : les huiles de poisson. À présent, il y a une grande entreprise productrice d’acides gras -βω3 et -ω6 pour la consommation humaine à partir des micro-algues (http://www.martekbio.com/home.asp).

Jusqu’à aujourd’hui, la production mondiale de micro-algues a été absorbée par le vaste marché de la diététique, la parapharmacie et les aliments fonctionnels. Néanmoins, dans ce contexte il faut mentionner l’existence d’une législation restreignant les produits des micro-algues au milieu des plantes médicinales ou à la diététique, sans leur permettre la pleine expansion dans le milieu des aliments conventionnels.

La récente réglementation européenne sur de nouveaux aliments et de nouveaux ingrédients alimentaires consolide, d’un côté les réelles possibilités d’expansion des aliments fonctionnels, et d’un autre côté l’industrie alimentaire fondée sur le développement d’une biotechnique d’avant-garde dans laquelle, sans doute, les micro-algues joueront un rôle très important.

Récemment, le marché de la diététique et de la parapharmacie a subi une grande expansion à l’ombre du développement du marché numérique, car on peut trouver souvent sur « internet » de nombreuses références commerciales élaborées à partir des micro-algues. Cette énorme diversité d’offre contraste sur le nombre réduit d’entreprises commerciales, productrices de biomasse à partir de micro-algues. Ceci déclenche le soupçon de l’existence d’un marché informel réel dans des entreprises productrices enregistrées ou non-enregistrées. C’est un fait que la production de micro-algues continue à être une activité assez restreinte à un nombre réduit d’entreprises dans un marché encore peu transparent.


Estimation du marché pour des produits obtenus à partir de micro-algues (Pulz y Gross, 2003)

PRODUIT US $ KG-1 TAILLE DE MARCHÉUS $ · 106

Biomasse Nourriture naturelle 15-28 180-200

Aliments fonctionnels 25-52 En augmentation

Additifs 10-130 Développement rapide

Aquaculture 50-150 Développement rapide

Applications agricoles >10 Développement naissant

Colorants Astaxanthine >3.000 >50

Phycocyanine >500 >10

Phycoeritrine >10.000 >2

Antioxydants ß-carotène >750 >25

Superoxyde dismutase >1.000 Développement naissant

Tocopherol 30-40 Marché étanché

Extraits - AO 20-35 10-20

Acides gras ARA 20

EPA >500

DHA 30

Extraits 30-80 10

Produits spéciaux Toxines 1-3

Isotopes >5



Production de ß-carotène et Dunaliella salina

5.


Dunaliella salina est l’un des micro-organismes ayant la plus grande quantité de ß-carotènes, pouvant atteindre des concentrations supérieures à 10% du poids sec de l’algue. Cette quantité dépasse de loin les traditionnelles sources naturelles de ß-carotène comme la carotte, qui n’en atteint que 2%. En plus, le ß-carotène de Dunaliella salina présente une composition isomérique optimale avec d’importants contenus dans les formes isomériques cis, plus stables et possèdent un pouvoir antioxydant supérieur aux trans, prédominantes dans le ß-carotène synthétique.

Malgré l’existence d’importantes entreprises dédiées à la production de ß-carotène à partir de sources naturelles, la plupart du ß-carotène consommé actuellement est d’origine synthétique. On estime que la demande mondiale de ß-carotène est d’environ 500 tonnes, dont le volume de marché est d’environ 300 millions de dollars, étant pour le ß-carotène d’origine naturel supérieur à 25 millions. Le ß-carotène constitue l’un des pigments alimentaires le plus demandé, de même il est très important dans la nutrition humaine, car il agit comme la provitamine A.

La déficience de cette vitamine est considérée, de nos jours, l’un des plus grands problèmes de l’alimentation humaine au niveau global, son manque est le responsable de troubles multiples et graves, particulièrement parmi les enfants. Face à tout cela, certains organismes internationaux comme l’UNICEF ont développé de grandes campagnes de distribution de vitamine A dans des pays pauvres.

(http://www.unicef.org/spanish/newsline/pr/2001/01pr10sp.htm).

Récemment le ß-carotène a subi une forte explosion déclenchée par les études qui le mettent en relation avec la prévention de nombreuses affections, entre autres le cancer. Néanmoins, les recherches sont encore trop loin pour pouvoir établir très clairement cette relation, c’est pourquoi l’on trouve souvent des données contradictoires dans la bibliographie. En tout cas, le ß-carotène est un puissant antioxydant qui peut réduire l’action nuisible des radicaux libres dans l’organisme.

Le ß-carotène a été le premier caroténoïde à être synthétisé artificiellement.


Sa production industrielle a débuté en 1954. Les deux plus grandes entreprises productrices, Hoffman La Roche et BASF, contrôlent plus de la moitié du marché mondial de cette substance. En général, ces deux entreprises possèdent ce que l’on peut considérer comme une activité stratégique pour le développement de l’humanité : la production et la distribution de vitamines, dont le ß-carotène.

Un des plus grands scandale sur le marché pharmaceutique international se produit en 2001, lorsque La Roche et BASF ont été sanctionnées par la Commission européenne avec plus de 800 millions d’euros à cause des pratiques illégales de monopole. Il s’agit de la sanction la plus élevée imposée à une entreprise par cette raison jusqu’à aujourd’hui. Théoriquement, après tout cela, les portes pour la recherche de nouvelles alternatives s’ouvrent sur ce marché, car on reconnaissait l’intérêt stratégique et on favorisait le développement d’une production décentralisée non-monopolistique. C’est un fait que, longtemps avant, la culture intensive de Dunaliella salina pour la production de ß-carotène

apte pour la consommation humaine avait commencé son développement provoqué par la croissance de la demande de ß-carotène naturel, dont le prix sur le marché international peut arriver à doubler ceux du ß-carotène synthétique. Il a quelques années, l’utilisation de pigments synthétiques avait commencé à être restreinte dans quelques pays et les produits naturels ont trouvé un marché croissant dans les pays occidentaux.

Références de produits commerciaux à partir de Dunaliella salina (marché numérique de produits de diététique, d’aliments fonctionnels, parapharmacie, etc.) :www.herbalremedies.com/dusabeca.html

http://qualitycounts.com/fpdunaliella.html

www.auravita.com/products/AURA/LIFP10000.asp

www.myvitanet.com/macafrdusaal.html

www.herbaladvisor.com/shop/xq/asp/ptid.18746/qx/productDetail.html



Produire des micro-algues aux Canaries

6.


Les îles Canaries constituent sans doute, un endroit idéal pour le développement de la culture intensive à grande échelle de micro-algues. Comme région, les Canaries y offrent des conditions environnementales optimales (un climat doux et une insolation appropriée). En outre, le développement de cette nouvelle activité pourrait constituer une opportunité pour les îles.

La culture de micro-algues est une activité ayant un faible impact environnemental, un faible niveau de demande d’eau douce et un potentiel de développement et de croissance élevés. Les Canaries représentent un territoire fragile, déficitaire dans son secteur industriel et où le secteur primaire perd, de manière accélérée, son poids économique en faveur d’un secteur tertiaire qui dépend fortement du tourisme.

Le développement de l’industrie et du secteur agricole est fortement conditionné par l’insularité, il ne pourrait que se réorienter vers de nouvelles activités peu explorées ayant un grand potentiel de développement technologique et commercial et avec un faible impact environnemental. La culture intensive de micro-algues possède ces caractéristiques. En fait, dans un territoire comme celui des îles Hawaï, partageant des similitudes environnementales et économiques avec les Canaries, se sont installées quelques-unes des plus grandes entreprises de production de micro-algues.

Cultiver Dunaliella salina est, peut-être, la meilleure voie pour commencer le développement de cette activité aux Canaries. Les techniques de culture de cette espèce sont pleinement établies et leur viabilité est largement démontrée dans des pays différents. Le marché international du ß-carotène, même s’il est très compétitif, est très stable et son développement est très probable. En outre, la production de Dunaliella salina aux Canaries pourrait avoir de nouvelles dimensions qui ne sont pas encore suffisamment explorées. Les possibilités d’associer la culture de cette micro-algue à l’exploitation commerciale des salines contribueraient à la revitalisation de cette activité, qui possède une grande signification culturelle et paysagère des îles. Les salines sont des endroits d’indubitable valeur naturelle. Aux Canaries, il y a eu une surface d’exploitation de sel supérieure aux deux millions de mètres carrés. Actuellement, la plupart des vieilles salines ont disparu ou sont très mal gardées. La surface des salines fonctionnant encore n’atteignent pas les 500.000 mètres carrés. La totalité de ces salines se situe à Lanzarote. Les structures de ces marais salants, spécialement les carreaux ou bassins, sont de vrais étangs de culture de micro-algues.


Figure 11.- Saline. La coloration rougeâtre des eaux des salines est due à la croissance naturelle de Dunaliella salina. Les salines traditionnelles sont de vrais milieux de cultures naturelles de cette micro-algue.


Figure 12.- Aux Canaries, il y avait presque une cinquantaine de salines. Actuellement il n’en reste qu’une dizaine sérieusement menacées de disparition. La culture de micro-algues peut être une alternative pour la revalorisation et la récupération des salines


La culture de Dunaliella salina pourrait aussi s’associer à la réutilisation de l’eau de rejet des usines de dessalement. L’un des coûts le plus important dans la production de Dunaliella salina est le sel nécessaire pour l’élaboration des moyens hyper-salins. Aux Canaries, le sel constitue un déchet dont la production est en train d’augmenter à cause du fonctionnement des usines de dessalement, lesquelles deviennent de plus en plus nombreuses. Néanmoins, pour l’instant on n’a pas évalué l’impact de ce résidu. Actuellement, il y a aux Canaries environ 223 usines de dessalement avec une production de plus de 400.000m3 d’eau par jour. La réutilisation des eaux de rejet (saumure) générées dans le processus constitue une mesure optimale pour la transformation des déchets en ressources, tout en utilisant, dans des activités alternatives, les infrastructures de pompage et de stockage des propres usines de dessalement. En outre, cette réutilisation constituerait aussi une impulsion pour aborder la pleine étude et caractérisation de ce nouveau déchet et son impact dans les îles. Actuellement, on a essayé, avec succès, l’utilisation de cultures intensives de micro-algues comme moyen pour la bio-filtration de gaz de combustion dans des processus industriels. Ce but acquiert un intérêt spécial dans un territoire comme les Canaries, où il y a une forte

dépendance des combustibles fossiles et dans lequel la production de CO

2

par habitant est l’une des plus élevée d’Europe.

Les cultures intensives de Dunaliella salina se caractérisent par leur haute efficience photosynthétique et leur capacité de fixation de CO

2 dans des

conditions environnementales comme celles que l’on trouve aux Canaries. En outre, la demande énergétique des systèmes de culture à grande échelle n’est pas élevée et il serait pleinement durable moyennant des énergies propres comme l’éolienne et la solaire. Aux Canaries, les salines font partie des plus anciens et traditionnels exemples de l’utilisation du vent comme source énergétique.



Produire des micro-algues au Maroc

7.


La Fondation MAScIR «Moroccan Foundation for Advanced Science, Innovation and Research», créée en 2007 est une institution publique à but non lucratif qui vise la promotion de la recherche scientifique au Maroc.

Les axes stratégiques de la recherche de cet organisme vont de l’environnement à l’énergie, en passant par la santé, l’eau et la technologie. Son objectif est de cibler les secteurs technologiques de pointe pour en capter des parts de marché tout en attirant sur le territoire national des entreprises spécialisées.

A cet égard, des travaux sont en cours dans le développement de biocarburants à partir de souches marocaines de micro-algues en partenariat avec l’Office Chérifien des Phosphates (OCP).

Une équipe de jeunes chercheurs de ce centre de recherche a mis en place un processus permettant l’obtention de biocarburants de 3ième génération à partir de micro-algues marines d’origine marocaine.

Ce projet, qui a permis d’élaborer la première algothèque de souches marocaines possédant différents profils lipidiques, vise à obtenir, dans un horizon de 5 ans, «une production industrielle de biocarburant optimisé et économiquement viable». Cet objectif est réalisable, selon les responsables du centre, du fait que, «les résultats préliminaires en laboratoire ont permis d’isoler une souche ayant un contenu lipidique initial de plus de 30 %, avec une croissance rapide prouvant la faisabilité technique du processus».

Spirulina

La production Spirulina au Maroc se limite à quelques investisseurs marocains et étrangers. A cet effet, il n’y a que cinq producteurs reconnus au Maroc.

- Vitaspiruline est l’entreprise, BIO

3DAKHLA, installée à Dakhla

spécialisée dans la production de microalgues et de cyanobactéries dans des bassins sous-serres, et ce, depuis le 28 juin 2007. Actuellement, elle produit de la Spiruline et travaille sur d’autres microalgues pour des industriels Européens. Son personnel jouit d’une expérience de plus de vingt ans dans le domaine de l’algoculture. A cet effet, la société a développé des outils et dispensé des formations nécessaires à la production locale, durable, de la spiruline. Les intrants de ses produits sont soigneusement sélectionnés et son laboratoire de microbiologie est installé sur place pour le suivi des cultures, en plus des analyses régulières de Spirulina confiées à l’Institut National d’Hygiène (INH) et au Laboratoire Officiel des Analyses et Recherches Chimiques (LOARC)

www.vitaspiruline.com/bio3dakhla.php - Spiruline Vitalgue, la Spiruline de

Marrakech dont le Responsable de production est Patrick CLEMENT

- Domaine Spiruline situé au cœur de la forêt de Ben Abid (Sidi Yahya Zaers) aux environs de


Rabat est la troisième ferme dans le monde à produire Spirulina certifiée 100% bio par Ecocert et 100% Organic par Nop (USDA). La souche qui vit actuellement au Maroc, s’est parfaitement adaptée à son environnement. La souche marocaine a d’ailleurs été brevetée. C’est surtout vers l’export que les propriétaires destinent leurs produits, notamment vers des laboratoires façonneurs. La demande est principalement européenne. Les producteurs de micro algue prévoient un investissement d’extension pour répondre au marché international.

- Un entrepreneur belgo-marocain a fondé sa propre marque de spiruline à Agadir qu’il a baptisé Vitalina il y a cinq ans.

Figure 13.- Produire de Spirulina au Maroc (Vitaspiruline, Dakhla).



Activités d’aquaculture des micro-algues

8.


Points faibles

- Dans une activité très récente, l’expérience n’est pas assez grande. Même s’il y a des études variées de productivité, elles possèdent un énorme caractère estimatif et il est nécessaire la consolidation de travaux de recherche à échelle d’usine pilote.

- Dans le développement effectif d’un projet de production on doit établir clairement les objectifs finalistes ainsi que le seuil de production que l’on prétend atteindre : production de biomasse, extraits ou élaboration de produit final.

- Parmi les débilités on doit tenir en compte celles qui dérivent de la propre insularité et de l’éloignement des marchés finaux et des fournisseurs de la technologie.

- Le commerce associé aux aliments fonctionnels basé sur les micro-algues est un marché récent, et les produits possèdent une faible pénétration commerciale. À tout ceci, elles se sont jointes les anciennes normatives qui étaient très restrictives.

Points forts

- Les Canaries, plus spécialement les îles orientales de l’archipel, constituent un endroit approprié pour le développement de cette activité. Tout ceci grâce aux conditions climatiques (avec un climat doux), à la grande quantité d’heures de lumière solaire, et à la situation géostratégique

ayant accès à l’un des marchés internationaux ayant la plus grande demande de ce type de produits.

- De même, la législation en matière d’utilisation alimentaire de micro-algues est encore très restrictive, seul dans le cas de la production de ß-carotène, la Dunaliella salina a été acceptée et reconnue récemment comme source naturelle de ß-carotène d’emploi alimentaire, conformément aux critères établis par le Comité Mixte FAO/OMS d’Experts en aditifs alimentaires (JECFA). www.fao.org/ag/agn/agns//jecfa_guidelines_es.asp

- Aux Canaries il y a d’importants centres de recherche dans le domaine de la biotechnologie avec des micro-algues. Parmi ces centres on peut souligner le Centre de Biotechnologie Marine de l’Université de Las Palmas de Grande Canarie ULPGC (http://www.cbm.ulpgc.es/), siège de la Banque Nationale de Germoplasme d’Algues (BANA) (http://www-cbm.ulpgc.es/bangal.html); l’Institut Canarien de Sciences Marines (http://www.gobcan.es/iccm/index_flash.html) développant des travaux dans ce domaine, et plus spécifiquement dans l’application de la biomasse provenant des micro-algues en aquiculture.

- La biotechnologie, et plus spécifiquement celle en rapport avec le développement de l’aquaculture, constitue l’objectif


prioritaire dans les plans de développement technologique en Espagne et plus spécialement aux Canaries. En fait, elle constitue l’objectif prioritaire de financement dans les plans nationaux, européens et locaux d’I+D.

- Le développement de l’aquiculture comme une activité avec entité propre aux Canaries peut ouvrir les portes à un nouveau marché pour l’absorption de produits dérivés des micro-algues.

Menaces

- Le marché pour les produits dérivés des micro-algues est encore petit et peu transparent.

- La production de ß-carotène à partir de Dunaliella salina est un secteur d’activité contrôlé par un nombre réduite d’entreprises directement attachées aux multinationales puissantes. La pleine compétitivité dans ce marché repose sur l’amélioration de la qualité des produits offerts.

Possibilités

- Aux Canaries il existe un grand marché, celui du tourisme national et international. Ce marché touristique peut être une voie appropriée pour la commercialisation des produits élaborés à partir d’une production locale de micro-algues, spécialement à l’ombre du développement du tourisme de santé et de l’écotourisme.

- Les activités locales à caractère agroalimentaire, comme la production de sel ou de fromage, pourraient s’associer à ce type d’activité. Actuellement, on explore le besoin d’utiliser la biomasse venant des micro-algues pour l’élaboration des fourrages de haute qualité, spécialement en aviculture et aquaculture, de même que dans l’élaboration d’aliments pour la consommation humaine ayant les micro-algues comme additif.

- L’épuration tertiaire des eaux résiduaires et le dessalement des eaux sont des activités qui peuvent être associées à l’usage et au développement de technologie liée à l’exploitation des micro-algues.

- Le développement de l’aquiculture aux Canaries finira par générer de la demande de biomasse originaire de micro-algues.

- Les projets de biotechnologie avec des micro-algues on été initialement dirigés aux systèmes de culture en étang ouvert, spécialement pour la production de ß-carotène à partir de Dunaliella salina. Néanmoins, le développement de ce type de projet peut constituer le point de départ optimal d’une série d’activités économiques liées au développement de la biotechnologie aux Canaries, tout en faisant des progrès dans des projets de développement avec une plus grande demande en technologie d’avant-garde.



Usine pilote de culture de micro-algues

9.


9.1.Recommandations d’emplacement

- La disponibilité d’installations préalables, comme des salles de laboratoires, systèmes de pompage, stockage d’eau et emmagasinages pour réactifs permettront la diminution de coûts en infrastructures. Ce qui est une alternative optimale est celle d’associer le développement et construction d’une usine pilote de micro-algues à des installations expérimentales ou agroindustrielles déjà établies. La culture de micro-algues peut être une activité complémentaire aux exploitations agricoles conventionnelles. En fait, il est possible le développement de cultures de micro-algues dans les surfaces marginales non-exploitables. Ceci permettrait une diversification alternative des exploitations agroindustrielles.

- Disponibilité d’eau à bas prix. Il est recommandé que l’emplacement de l’usine soit dans des zones proches à la mer. Une saline serait donc l’emplacement approprié. L’usine peut être associée à une usine de dessalement, ce qui permettra une disponibilité d’eau optimale ainsi qu’une utilisation des propres infrastructures de pompage, conduite et stockage de l’eau de l’usine. Pour la culture de Dunaliella salina, la disponibilité de sel ou d’eau saumâtre favorise les travaux et réduit les coûts.

Les cultures de Dunaliella salina pourraient se développer avec l’eau de rejet de l’usine de dessalement ou tout en utilisant le sel fournit par le propre marais salant. L’eau de rejet pourrait être employée comme source d’eau dans les carreaux ou bassins du marais salant, tout en fermant de cette manière le cycle de production de sel. En cas de culture d’espèces de micro-algues dulçaquicoles (Chlorella), l’usine de micro-algues pourrait s’associer avec des cultures traditionnelles. De cette manière, on pourrait réutiliser l’eau de rejet des cultures de micro-algues pour l’arrosage des plantations.

- La zone ne doit pas être exposée au vent et elle doit disposer d’accès faciles.

- La zone plate du terrain favorisera les travaux de construction de l’usine.

- La température moyenne annuelle de la zone ne doit pas être supérieure à 30ºC. En outre, la zone doit être peu exposée à des zones d’ombre.


9.2.Sélection de ceps en culture

On recommande la sélection de ceps locaux de micro-algues. Dans ce sens, et pendant les travaux développés par l’ITC dans le cadre du projet SAL, on a démontré la viabilité d’isolement et de sélection de ceps autochtones de Dunaliella salina spécifique des salines traditionnelles. Actuellement, ces ceps sont recueillis dans une collection spécifique du projet SAL dans les installations de Biotechnologie de l’ITC à Grande Canarie (http://www.itccanarias.org/). La collection de ceps locaux est spécialement grande dans la Banque Espagnole d’Algues (BEA).

Il n’est pas difficile d’isoler les ceps locaux de Chlorella, très bien adaptés aux conditions de culture des Canaries. Dans ce sens, le BEA dispose d’une grande collection de ceps de micro-algues et de cyanophytes (Spirulina) préalablement cultivées dans les laboratoires des Canaries.

Il existe un nombre considérable de collections de micro-algues qui peuvent nous proportionner le matériel biologique nécessaire :

Figure 14.- Collection d’espèces et de ceps de micro-algues de l’ITC (moyens agarisés et liquides)


ACOI. Collection d’algues de l’Université de Coimbra, Portugal. www.uc.pt/botanica/ACOI.htm

ALGOBANK. Banque de micro-algues de l’Université de Caen. France. www.unicaen.fr/unicaen/ufr/ibfa/lbbm/algobank

ATCC Collection Américaine de cultures type, Rockyilli, Maryland, USA www.atcc.org/SearchCatalogs/Protistology.cfm

CAUP Collection des algues de l’Université de Charles de Prague, République Tchèque http://botany.natur.cuni.cz/algo/caup.html

CALA Collection d’organismes autotrophyques de l’Institut Botanique de Trebon, République Tchèque. www.butbn.cas.cz/ccala/ccala.htm

CCMP Centre National Provasoli-Guillar, pour le Phytoplancton marin, Main, USA. http://ccmp.bigelow.org

CAMARC CSIRO Microalgae Reserach Centre, Hobart, Tasmania, Australia www.marine.csiro.au/microalgae

IAM Collection de cultures de l’Institut de microbiologie appliquée de l’Université de Tokio, Japon www.iam.u-tokyo.ac.jp/misyst/ColleBOX/IAMcollection.html

SVCK Sammlung von Conjugatenkulturen, Inst. Allgem. Botanik Hamburg, Alemagne www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d44_1/44_1.htm

UTEX Collection de cultures d’algues de l’Université d’Austin, Texas, USA www.utex.org

CIBNOR Centre de Recherches biologiques du Nord-ouest, Mexique www.cibnor.mx/ecibnor.php


9.3.Procédés de culture

9.3.1.L’augmentation du volume de culture : la mise à l’échelle ou Scale-up L’un des points critiques dans la production à grande échelle de micro-algues c’est le transfert des collections type jusqu’aux grands systèmes de croissance. Les algues sont transférées de systèmes agarisés en milieu contrôlé, d’à peine 20 ml de culture, jusqu’aux systèmes de grande envergure de milliers de litres à ciel ouvert ou sous serre. Ce pas exige de générer le volume approprié de culture permis par l’inoculum des grands systèmes. De même, il est aussi nécessaire l’adaptation progressive des algues à un environnement assez changeant.

On peut maintenir une mise à l’échelle ou scale-up (augmentation du volume) optimale avec des volumes d’inoculum (culture de densité moyenne en croissance exponentielle) de 1/10. Pour les systèmes de culture proposés, on peut maintenir des bassins de type raceway de faible volume (raceway de production à échelle ou scale-up) de 3-10 m2 (300-1.000 litres de culture) pour la culture préalable avant le transfert à des raceway de plus grande envergure. Les cultures à échelle sont faciles à construire avec des matériels peu coûteux comme les fibres synthétiques. Pour l’inoculum des bassins type raceway de production à échelle, il ne suffit qu’avec 30 ou 50 litres de culture venant directement de la chambre de culture.

Les espèces sélectionnées sont peu exigeantes, par conséquent la mise à l’échelle (scale-up) de la culture peut s’effectuer directement de la chambre de maintien jusqu’aux bassins type raceway externes. En général, on considère que les temps de la mise à l’échelle pour l’inoculum d’un raceway de 100 m2 est d’entre une ou deux semaines.


Figure 15.- Échelle progressive de cultures. Le but de la mise à échelle est celui de générer de la biomasse nécessaire pour l’inoculum des systèmes de culture massive, et l’adaptation progressive des algues aux conditions finales de production.


9.3.2.Gestion de cultures

Comme des stratégies fondamentales on recommande maintenir la culture de la Spirulina et Chlorella en mode de culture semi-continue dans une seule phase avec une séquence d’une ou deux récoltes par semaine. Dans le cas des cultures de Dunaliella salina on essayera avec la production en mode semi-continu dans un raceway et avec la production en double phase. La croissance de Dunaliella salina et la synthèse de ß-carotène viennent déterminées par le rayonnement incident. Le contenu de ß-carotène en Dunaliella salina est déterminé par le rapport entre le taux de croissance cellulaire et le rayonnement. Les contenus les plus élevés de ß-carotène sont atteints dans des conditions de croissance limitée et de rayonnement élevé. En général, l’augmentation dans le contenu des caroténoïdes dans les algues a été mise en relation avec des conditions de stress cellulaire. Ceci représente l’une des plus grandes difficultés pour la production à grande échelle de ß-carotène à partir de la culture intensive de Dunaliella saline, la phase de synthèse maximale de ß-carotène se produit dans des conditions limitant la croissance de la culture. Les techniques de culture en double phase permettent d’harmoniser la production de biomasse avec l’obtention de concentrations élevées de ß-carotène.

Dans une première phase les algues sont cultivées dans des conditions de croissance optimale, avec une grande disponibilité de nutriments et avec des densités cellulaires relativement élevées. Ensuite les cultures sont soumises à une deuxième phase de culture ou phase d’induction de synthèse et d’accumulation du carotène. Cette phase est caractérisée par la suppression de nutriments dans le milieu, une plus grande salinité et une densité cellulaire inférieure, tout en augmentant l’exposition de la culture au rayonnement solaire.


Modèle expérimental de gestion d’une culture de Dunaliella salina en double phase

0

1,20 -

1,10 -

1,00 -

0,90 -

0,80 -

0,70 -

0,60 -

0,50 -

0,40 -

0,30 -

0,20 -2 4 6 8 10Temps en jours

Fertilisation

Récolte et transfert

Den

sité

opt

ique

(750

nm

)

12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

Figure 16.- Cycle de récolte et de fertilisation d’une culture en semi-continude Dunaliella salina

Dans la figure 16, on peut apprécier le modèle classique de variation de densité cellulaire dans une culture semi-continue de Dunaliella salina. Les récoltes ont été faites tous les trois jours avec un volume de récolte de 50% de la culture. Dans chaque cycle de récolte on apprécie une diminution lente de la densité cellulaire maximale atteinte par la culture dans le cycle suivant, ce qui fait recommandable l’alternance de phases de drainage de la culture, le nettoyage des raceway et la remise à l’échelle. Dans les cultures en semi-continu de Dunaliella salina, il ne serait possible de maintenir des taux élevés de production de ß-carotène qu’au moyen de récoltes en cycle court, généralement de 24 heures, tout en maintenant une faible densité cellulaire. Ce système peut faire monter les prix et compliquer les processus d’entretien des cultures.

Dans une culture en double phase, le volume repris (50% de la culture en phase verte dans des cycles de trois jours) est transféré vers un nouveau raceway à une dilution 1/3. Dans des cycles qui ne sont pas supérieurs à trois jours (selon les données expérimentales du projet PRODEM), on peut atteindre des productions de ß-carotène en culture d’environ 0’5 grammes par m2 et jour (en surface de culture de phase rouge on atteindrait des productions de 0’34g/m2 jour). Ces niveaux de production sont significativement plus élevés que les niveaux atteints par des cultures en continu (García-González et al, 2003).



Transfert de 50% de la culture en phase verte (RW de 100 m2 et 10.000 litres de culture) à culture en phase rouge (RW de 100 m2 et

10.000 litres de culture)

Stockage

Récolte

Traitement


Le système de culture en double phase peut être soutenu en raceway de 100 m2 avec une capacité de 10.000 litres de culture dans la phase verte 15 cm de colonne) avec une dilution en phase rouge de 1/3 et avec deux récoltes par semaine.

Les flux de CO2 en phase verte sont d’environ les 0’0003l/minute

par litre de culture. Ceci implique des consommations par jour d’environ une bouteille de 20 kg de CO

2 par semaine et par raceway

de 100 m2. Avec ces flux on peut travailler avec des systèmes autonomes de CO

2 sans rampe, ce qui permettrait de réduire les

coûts d’investissement grâce à la simplification des installations. Le système autonome d’injection de CO

2 serait composé d’un

mano-réducteur jusqu’à 16 bar, une électrovalve « tout ou rien » connectée à un temporisateur programmable, un rotamètre de 0`1 à 1 litre/minute et de microdiffuseurs en porcelaine. Tout ce système peut être connecté au moyen de tuyaux flexibles. L’injection de CO

2 sera programmée en séquences temporelles

en fonction du rayonnement incident, tout en établissant comme optimal environ 8 heures par jour d’injection.

Fournisseurs d’équipements :http://www.comaquinsa.com/http://www.carburos.com/


Figure 17.- Cultures de Dunaliella salina en phase rouge et en phase verte. La culture en double phase est l’un des systèmes indiqués pour la production de métabolites secondaires, comme le ß-carotène, associés à des conditions de stress cellulaire. Il s’agit d’un système de culture posant d’importants problèmes de gestion opérative. Néanmoins, ces problèmes sont justifiés par la grande valeur des substances objet de production.



9.3.3.Récolte des cultures

La récolte est l’un des procédés le plus couteux dans la culture de Dunaliella salina, car on nécessite des équipements très résistants à l’oxydation. On a essayé avec différentes techniques alternatives à la récolte par centrifugation :

Floculation : c’est un système efficace avec Dunaliella salina et avec d’autres micro-algues. Ce système montre une efficacité élevée dans des essais réalisés avec des sels ferriques (aussi bien avec Dunaliella qu’avec Chlorella). Néanmoins, les hautes concentrations de déchets détectés dans les concentrations de biomasse ne rendent pas viable ce système pour des applications alimentaires. L’emploi de différents polyélectrolytes commerciaux a montré des résultats très hétérogènes, étant peu efficaces dans des cultures de salinité élevée. Le chitosane (polymère d’acétyl-glucosamine) a démontré son énorme efficacité dans la récolte de Chlorella. En outre il présente l’avantage de son innocuité et de son ample utilisation dans l’industrie alimentaire malgré son prix élevé.

Centrifugation : il s’agit du système le plus efficace et le plus utilisé pour la récolte de micro-algues. Néanmoins ils sont peu nombreux les études et les travaux de recherche sur cette technique. La nécessité d’utiliser des équipements très résistants à la corrosion fait monter les prix considérablement dans le chapitre d’investissements dans la culture de Dunaliella.

Face aux décanteurs ou aux hydrocyclones efficaces dans la combinaison des procédés de floculation, les équipements qui offrent les meilleurs résultats dans la récolte de micro-algues sont les centrifugeuses verticales auto-lavables permettant des travaux de récolte en continu. Ces centrifugeuses sont beaucoup plus efficaces que les centrifugeuses à tambour de procédés en discontinu. Fournisseurs d’équipements (entreprises consultées) :www.westfalia-separator.com/en/index.htmwww.alfalaval.comwww.flottweg.com/spanish/worldwide_sp.htmlwww.iaf.es/enciclopedia/pieralisi/index.htm

Filtrage : c’est une technique très inefficace avec la plupart des espèces unicellulaires. Néanmoins, le filtrage offre les meilleurs résultats dans la récolte de Spiruline. En fait, cette technique se montre très efficace dans les petits systèmes de filtrage du type artisanal (mailles de filtration) ainsi que dans les systèmes de filtrage à tamis vibrant. Une technique très récente est celle de la récolte au moyen de filtrage tangentielle. Néanmoins, elles sont peu nombreux les études comparatifs quant à l’efficacité et aux coûts entre les différentes techniques de récolte. Ceci constitue l’un des objectifs à étudier dans les différents projets de recherche de l’ITC.

Fournisseurs d’équipement (entreprises consultées) :Tamis : www.allgaier.de/index_es.htmlFiltration tangentielle : www.asiain-sesores.com/rev3/pag31.htm www.sartorius.com/en/contact/index.php


Figure 18.- Tambour de récolte d’une centrifugeuse d’axe vertical et à flux continu.

Figure 19.- Pâte d’algues après la récolte avec un contenu en poids sec de 5%


9.3.4.Traitement de la biomasse

Quand à partir de la récolte on obtient le concentré cellulaire ou pâte, on effectue le traitement de la biomasse. Actuellement, surtout avec des espèces de micro-algues marines pour son application en aquaculture, on commence à travailler avec de la biomasse sans traiter, congelée ou réfrigérée. Néanmoins la plupart des applications commerciales de la biomasse originaire des micro-algues nécessite différents traitements.

- Déshydratation.-

Normalement la pâte doit avoir une concentration en solides d’entre 5 et 15% et elle doit être traitée rapidement, car des petites expositions environnementales impliquent sa dégradation. Ceci est particulièrement certain dans le cas de Dunaliella salina (qui est très sensible à la photo-oxydation). Le système de déshydratation plus utilisé est celui du séchage par atomisation. Cependant le séchage par lyophilisation et en tambour ont montré aussi des bons résultats. Tous ces systèmes ont été essayés avec succès dans les espèces proposées (Dunaliella, Chlorella et Spiruline). La lyophilisation est très chère et dans les procédés de séchage par atomisation on a observé une certaine dégradation de la biomasse. Pourtant, le séchage par atomisation continu à être le plus étendu.

En plus, il s’agit d’un système très compatible avec des traitements de déshydratation d’autres produits comme le lait, les lactosérums, jus d’Aloès, etc. Le séchage de la biomasse simplifie les procédés de conservation et d’extraction de métabolites. Par conséquent, il est recommandable le séchage avant la phase d’extraction.

La pâte non-déshydratée offre la possibilité de conservation pendant des périodes de temps relativement longues ainsi que des niveaux de dégradation acceptables. Ceci permettrait de varier les travaux de culture et de traitement de la biomasse, tout en concentrant ainsi les travaux de traitement dans le temps et dans une seule usine. Ceci favoriserait un développement en économie d’échelle de l’ensemble de l’activité, une seule usine de traitement pourrait être destinée au traitement de la production de différentes exploitations.

Pour la conservation de la pâte et du produit déshydraté il est fondamental de disposer d’équipements appropriés pour le conditionnement sous vide ou sous atmosphère modifiée (produit déshydraté) ainsi que pour la congélation et la réfrigération.

Fournisseurs d’équipements (entreprises consultées) :

Atomiseurs : www.niroinc.com/html/niro contacts/spain Machines à emballer et à sceller : www.tecnotrip.com


- Homogénéisation et rupture cellulaire.-

Grâce à la meilleure digestibilité de la biomasse et à la simplification des procédés d’extraction de métabolites comme les pigments, les traitements d’homogénéisation de la biomasse et la rupture cellulaire favorisent les applications alimentaires des algues. On a employé des à supprimer différentes techniques d’homogénéisation et de rupture cellulaire comme celles de l’ultrason, mais celles qui offrent les meilleurs résultats sont les traitements au moyen d’homogénéisateurs de haute pression. Dans les espèces proposées, le traitement d’homogénéisation n’est utilisable qu’avec Chlorella, car elle présente une solide paroi cellulaire. Cependant la Dunaliella ne possède pas cette paroi et pour obtenir cette rupture cellulaire il serait suffit la simple récolte par centrifugation, les traitements de choc osmotique ou la congélation. Les traitements d’homogénéisation peuvent se faire sur la biomasse préalablement congelée, ce qui améliore les résultats.

Fournisseurs d’équipements (entreprises consultées) :

Homogénéisateurs : www.niroinc.com/html/niro contacts/spain www.cbmills.com/CB_Mills_Products/

horizontalmills.htm

- Extraction de métabolites.-

De l’ensemble d’espèces proposées, ce processus n’aurait de sens que dans le cas de l’extraction de ß-carotène en Dunaliella salina. L’extraction de ß-carotène est un processus simple dans le cas de cette espèce et sont possibles les traitements d’extraction au moyen de l’huile ou de solvants comme l’hexane.

Figure 20.- Rupture cellulaire de Chlorella dans des traitements avec des moulins


9.4.Législation

La nouvelle réglementation européenne sur des nouveaux aliments et des nouveaux ingrédients alimentaires (Règlement CE 258/97) permet de dépasser la barrière limitant, traditionnellement, la commercialisation de produits élaborés à partir des algues. Cette réglementation est applicable aux aliments et aux nouveaux ingrédients alimentaires qui n’étaient pas consommés auparavant en grande quantité dans l’UE et que l’on peut classer dans les catégories suivantes :

· Aliments ou ingrédients composés ou contenant des organismes génétiquement modifiés

· Aliments et ingrédients alimentaires produits à partir d’organismes génétiquement modifiés

· Aliments et ingrédients alimentaires présentant une structure moléculaire primaire nouvelle ou délibérément modifiée

· Aliments et ingrédients alimentaires composés de micro-organismes, de champignons ou d’algues ou isolés à partir de ceux-ci

· Aliments et ingrédients alimentaires composés de végétaux ou isolés à partir de ceux-ci et les ingrédients alimentaires isolés à partir d’animaux, à l’exception des aliments et des ingrédients alimentaires obtenus par des pratiques de multiplication ou de reproduction traditionnelles et dont les antécédents sont sûrs en ce qui concerne l’utilisation en tant que denrées alimentaires

· Aliments et ingrédients alimentaires auxquels a été appliqué un procédé de production qui n’est pas couramment

utilisé, lorsque ce procédé entraîne dans la composition ou dans la structure des aliments ou des ingrédients alimentaires des modifications significatives de leur valeur nutritive, de leur métabolisme ou de leur teneur en substances indésirables

D’un autre côté, l’utilisation des micro-algues dans l’industrie alimentaire a reçu une nouvelle reconnaissance légale, grâce à la récente acceptation du ß-carotène venant de Dunaliella salina, dans la normative espagnole d’identité et de pureté pour les colorants alimentaires (Ordre SCO/ SCO/1052/2002 BOE 14/5/2002), qui transpose la Directive Européenne 2001/50 (UE). Il reste ainsi définit comme « mélange de carotènes obtenu de ceps naturels de l’algue Dunaliella salina, cultivée dans des grands lacs salins à Whyalla, Australie du Sud ». La législation se fonde sur des critères établis par la FECFA, qui établit en même temps des critères moins restrictifs quant à l’élaboration des extraits de carotène à partir de Dunaliella salina et sa possible culture. Ceci garantit la possibilité d’une reconnaissance légale de ce produit provenant d’autres cultures et qui est soumis à d’autres procédés de traitement et d’extraction

www.fao.org/ag/agn/jecfa-additives/details.html?id=698 L’enregistrement sanitaire des exploitations, les salles de traitement et le produit final doivent s’en tenir à la législation en vigueur en matière alimentaire ainsi qu’aux procédés d’enregistrement établis. www.aesa.msc.es



Budgets10.

On ouvre cette section comme référent de ce qui pourrait être un projet pour la construction d’une usine pilote de culture de micro-algues.

La présente proposition envisage la construction et l’équipement d’un petit laboratoire pour le suivi, contrôle et entretien des cultures, comme celui d’une usine de culture basée sur deux étangs ouverts type raceway à double circuit de 100 m2. Cette échelle est suffisante pour le développement d’expériences pilote de culture à grande échelle de micro-algues. Tout ceci pourrait être utile comme une plateforme appropriée pour des projets d’envergure supérieure.

Les budgets signalés sont à titre indicatif et à caractère estimatif. Heureusement le marché technologique est un marché en expansion et en développement où l’offre est diversifiée et la concurrence augmente. Évidemment, l’équipement nécessaire pour la mise en service d’un laboratoire pourrait être plus nombreux, mais l’équipement signalé ici peut être considéré comme la base fondamentale pour un bon commencement.



10.1.Budget d’équipements

10.1.1.- Budget de laboratoire

10.1.2.- Budget de culture et de traitement

ÉQUIPEMENT COSTE

Centrifugeuse thermostatisée 7.900

Spectrophotomètre 9.000

Oxymètre 1.100

pH mètre 550

Conductimètre 900

Refractomètre 300

Jeu de pipettes automatiques 1.200

Microscope inversé 4.000

Balances de précision 1.200

Balances 600

Agitateurs-chauffants 600

Pompe de vidange 800

Système de filtration 300

Chambre de culture 12.000

Agitateur va-et-vient et orbital 1.800

Réfrigérateur 600

Chambre à flux laminaire 5.000

Système d’eau distillée 6.000

Autoclave 5.000

TOTAL 58.850

ÉQUIPEMENT COSTE

Syst. Injection CO2

Supports 180

Rotamètres 1.000

Mano réducteurs 550

Connexions 90

Electrovalves et temporisateurs

350

Diffuseurs 100

Monitorage de cultures

Senseurs CO2

1.200

Sondes de température 650

Câblage 600

Ordinateur de contrôle 1.200

Raceway de mise à échelle 3.000

Centrifugeuse axe vertical (4.000 l/h)

43.000

Pompes 1.000

Syst. Nettoyage haute pression

1.800

Coffrets réfrigérateurs 1.200

Machine à isoler et à emballer sous vide

3.000

Machine à tamiser vibrante 15.200

Atomiseur 110.000

Homogénéisateur haute pression

24.000

TOTAL 208.120


FRAIS COURANTS D’USINE DE CULTURE

Consommation Coût/unité Coût

Kwh/an Kw/h (Euros)

Consommation d’énergie (sans traitement de déshydratation) 14.800 0,09 1.332

m3/an m3

Consommation d’eau 1.500 0,6 900

kg/an kg

CO2 3.000 1,57 4.710

kg/an kg

Moyens de culture 2.500 0,5 1.250

Autres frais 1.325

Total/an 9.517


10.2.Budget de Géni civil : usine de culture et bâtiment de laboratoires et traitement

RÉSUMÉ PAR CHAPITRE COÛT

1. Mouvements de terre 2.469

2. Fondation 8.142

3. Réseau d’eau douce 2.513

4. Réseau d’eau de mer/hypersaline 2.313

5. Réseau d’assainissement 6.165

6. Canalisations électriques 1.636

7. Réseau ligne de sonde 876

8. Maçonnerie 6.736

9. Systèmes d’agitation 14.832

10. Structures en béton 168

11. Imperméabilisation 8.550

12. Géni civil 52.080

13. Installation électrique 18.540

14. Urbanisation 9.800

Budget exécution matériel 134.820

5 % de Frais Généraux 6.741

12 % de Bénéfice industriel 16.178

5% IGIC 7.887

Budget d’exécution par contrat 165.626


Construction d’une nouvelle usine (culture et traitement)

Équipement de laboratoire 58.850

Équipement usine de culture 208.120

Génie Civil

Système de culture 66.830

Bâtiment de laboratoire et traitement 98.796

TOTAL 432.596

FRAIS COURANTS D’USINE DE CULTURE

Consommation Coût/unité Coût

Kwh/an Kw/h (Euros)

Consommation d’énergie (sans traitement de déshydratation) 14.800 0,09 1.332

m3/an m3

Consommation d’eau 1.500 0,6 900

kg/an kg

CO2 3.000 1,57 4.710

kg/an kg

Moyens de culture 2.500 0,5 1.250

Autres frais 1.325

Total/an 9.517

10.3.RÉSUMÉ DU BUDGET TOTALC’est le coût qui correspond à une construction d’une nouvelle usine sans des installations préalables et qui assume des phases de culture et de traitement de biomasse (traitement de déshydratation).


10.4.Développement à échelleOn n’a pas estimé les coûts du personnel. Comme on a donné priorité aux travaux objet d’étude, le caractère expérimental de l’usine préfigure les coûts de personnel. Des usines opérationelles à caractère industriel-commercial permettent le développement d’économie d’échelle, tout en réduisant les coûts, spécialement dans le chapitre dédié au personnel. En général, dans ce chapitre, on estime des coûts de 26 euros par m2 de culture par an, avec une relation en heures de 1/6 (techniciens supérieurs/ouvriers d’usine).

Le modèle d’usine de culture proposé correspondrait à des étangs ouverts type raceway à double circuit de jusqu’à 100 m2, avec une surface totale en usine de 200 m2 d’étangs de culture (2 raceway opérant simultanément). La proportion de surface opérative et de travail pour ce type de système peut être d’environ 20% de la surface totale de l’usine de culture. Ceci impliquerait une relation de surface entre étangs et surfaces spécifiques de culture de 3 à 1 (pour chaque 3 m2 d’étangs de culture, on nécessiterait environ 1 m2 de zones dédiées au passage et au travail). D’après ce calcul, on devrait disposer d’une surface totale de 250 m2 pour une centrale de culture de 200 m2 dans des étangs de culture.

Dans des territoires comme les îles, la disponibilité du sol constitue l’un des principaux facteurs limitant ce type de projets ainsi que l’un des plus importants frais du chapitre dédié au capital.

En outre, à cause de la nature de l’activité, à cheval entre le secteur primaire et l’industriel, ce problème s’intensifie parce que le caractère du terrain ne reste pas pleinement typifié. Ainsi, le coût moyen du sol industriel dans des îles comme Grande Canarie peut osciller actuellement entre 300 et 600 euros par m2.

L’usine pilote proposée correspond à un modèle d’usine sur une structure rigide d’étangs en béton imperméabilisés avec des traitements en fibres, et peintures epoxyques aptes au contact alimentaire. Il n’y a pas de doute qu’il s’agit d’un modèle très testé et avec une qualité assez vérifiée. Néanmoins, on peut aussi construire des étangs de culture sur des structures non-rigides, des bassins creusés dans le sol et les imperméabiliser avec des géo-membranes en PVC. Ce modèle de construction permet une diminution d’environ 61% des coûts du capital. Cela implique de passer d’un coût de 176 euros par m2 à 68 euros.

En général, les coûts de capital présentent une réponse très favorable aux développements en économie d’échelle. Ceci est spécialement certain dans le cas des travaux de récolte et de traitement de la biomasse. En effet, dans ces procédés on peut atteindre une diminution des coûts d’amortissement d’équipement d’environ 96% par m2, en cas d’atteindre la pleine opérativité des équipements de récolte et de traitement.


Dans des travaux antérieurs on peut déduire que la diminution des coûts associée à la taille de l’usine de culture est proche aux 0,001 euros par kg de biomasse produite par chaque m2 d’augmentation dans la surface totale d’exploitation. Ceci peut impliquer une épargne de presque 79% sur le coût total de production dans le point optimal d’échelle (Borowitzka, 1999).

Le rendement en culture est le facteur qui détermine les coûts finaux de production. La productivité est très variée en fonction des espèces des systèmes de culture. Les rendements maximaux en raceway décrits jusqu’à aujourd’hui correspondent à la culture de Chlorella avec une productivité qui a oscillé entre les 25 et les 30 grammes de biomasse sèche par m2/jour (Kawaguche, 1980). Cette espèce est l’une des premières à être cultivée à grande échelle et sur laquelle il y a énormément d’études publiées. La Chlorella constitue donc un référent optimal pour une évaluation comparée de coûts et rendements potentiels.

Dans les projets développés à l’ITC, on a obtenu des productions continues de Chlorella en raceway de 15 grammes par m2/jour, ce qui nous permet de faire la suivante estimation des coûts de production par kilogramme de biomasse déshydratée, dans l’usine pilote de culture de micro-algues proposée :

Ces coûts équivalent à ceux indiqués dans des travaux antérieurs, à la seule exception de l’envergure de l’exploitation, une usine pilote de culture, qui détermine un pourcentage élevé dans les coûts de capital.

Coût de production (€/kg de biomasse)

Coûts d’opération 6,78

Coûts de capital 23,26

Entretien 1,33

TOTAL 31,37

Coût d’opération par kg de biomasse

Consommation d’énergie (kw/kg) €/kg

30,20 3,02

Consommation d’eau (m3/kg)

1,00 0,78

Nutriments (kg/kg)

1,20 0,85

Consommation de CO2(kg/kg)

2,00 1,21

Structure de frais

● Coûts d´entretien ● Coûts de capital ● Coûts d´operation

Études préalables Usine pilote

Pour

cent

age

(coû

t par

kg

de b

iom

asse

dés

hydr

atée

) 100 -

80 -

60 -

40 -

20 -

0 -



Épilogue11.

Ce travail prétend donner une vision globale sur les possibilités de la biotechnologie avec des micro-algues comme une activité économique potentiellement viable dans des territoires comme les îles Canaries ou le Maroc. De même, on ambitionne d’offrir des données expérimentales vérifiées sur le possible développement et la mise en service d’une usine pilote pour la culture de micro-algues.

Malgré le caractère expérimental et imprévu de cette proposition, elle constitue un référant approprié pour ce qui pourrait être des futures développements plus ambitieux et à plus grande envergure dépassant le seuil de l’expérience pilote.

On considère que, le travail développé par l’Institut Technologique de Canaries tout au long de ces dernières années démontre la viabilité technique de la culture de micro-algues comme une activité productive. De même, ce travail fixe les fondements pour le développement de la culture de micro-algues comme une possible activité économique dans des territoires comme l’archipel Canarien ou le Maroc.


Références bibliographiques

Avron M y Be-Amotz (1992) Dunaliella: Physiology, biochemistry and biotechnology. Boca Ratón, Florida, EEUU.

Borowitzka M (1999) Ecomic evaluation of microalgal processes and products. Cohen (ed.) Chemical from microalgae (387-409) Wellington, Surrey United Kingdom.

Butler WL (1953) (ed), Algal culture from laboratory to pilot plant. Washington DC Carnegie Institut.

Cohen Z (1999) Chemical from microalgae. Wallington, Surrey United Kingdom.

Consejería de Agricultura y Pezca (varios autores) (2000) Biotecnología del cultivo de Dunaliella salina en el litoral Andaluz. Sevilla, España.

García- González M, Moreno j, Cañavate JP, Anguis V, Prieto A, Manzano FJ y Guerrero MG (2003) Conditions for open-air outdoor culture of Dunaliella salina in sothern Spain. Journal of Applied Phycology, 15:177-184.

Kawaguchi K (1980) Microalgae production system in Asia. Shelef y Soeder (eds), Algae biomass production and use (25-33), Amsterdam: Eselvier/North Holland Biomedical Press.

Pulz O. y Gross W (2004) Valuable products from biotechnology of microalgae. Appl. Microbiol. Biotechnol., 65, 635–648.

Richmond A (2003) Microalgae culture. Biotechnology and applied phycology. Oxford United Kingdom

Documents

Usine pilote de culture de microalgues