Autres thèmes
Récemment cependant, des isolements systématiques de souches algales issues de divers milieux
côtiers ou extrêmes, et ce effectué sous des conditions stressantes, ont permis l'obtention de nouvelles souches.
Ainsi, la chlorophycée Chlorococcum
littorale
s'est révélée résistante à des concentrations élevées de CO2 (jusqu'à 20 %), ce qui a engendré
tout un nouveau champ de recherches : la fixation
du CO2 des rejets de l'industrie lourde. Ceci
implique à la fois des études de technologie (mise
au point de photobioréacteurs, de collecteurs
d'énergie solaire), de physiologie, d'optimisation
de la croissance et de recherche d'applications
potentielles pour la biomasse ainsi produite.
Energie
Hydrocarbures
Certaines espèces de microalgues, en particulier
la chlorophycée Botryoccocus braunii, produisent des composés lipidiques à longue chaîne
présentant une grande diversité de structure chimique. Cette faculté d'accumulation d'hydrocarbures a été étudiée de façon approfondie, notamment suite aux chocs pétroliers successifs des
années soixante-dix. En dépit de résultats intéressants, et compte tenu des coûts élevés de production des microalgues, qui sont aujourd'hui
supérieurs au moins d'un facteur 10 à ceux des
hydrocarbures fossiles, il est peu probable
qu'elles constituent une solution énergétique
alternative à court terme.
Production d'hydrogène
L'intérêt pour l'hydrogène biologique est réapparu au début des années quatre-vingt-dix lorsqu'il
est devenu évident que la pollution atmosphérique par combustion des carburants fossiles était
non seulement dangereuse pour la santé mais
pourrait, de surcroît, être une cause des changements climatiques planétaires. Par son caractère
renouvelable et non polluant, l'hydrogène biologique est l'un des meilleurs candidats pour succéder aux hydrocarbures, et les enjeux attachés à
cette forme d'énergie sont donc considérables.
Support de la vie dans l'espace
En vue de préparer des vols spatiaux de longue
durée, les agences spatiales américaine, russe et,
plus récemment, européenne travaillent à la définition des systèmes de support de la vie. Par delà
le vol Terre-Lune, en effet, l'autonomie devient
nécessaire à l'égard de l'oxygène, de l'eau et de la
nourriture de base. Des expériences de longues
durée ont montré que les microalgues (Chlorella,
Spirulina) sont aptes à la fourniture d'oxygène et
d'eau à l'homme, mais également à l'utilisation de
ses déchets liquides et gazeux. Outre la recherche
d'une adéquation entre respiration humaine et
assimilation par l'algue, les développements portent sur des réacteurs à couche mince fonctionnant
en microgravité.
C'est ainsi que les moteurs cryogéniques et la pile
à combustible font l'objet de R&D intensifs pour
la propulsion des fusées et des automobiles, respectivement.
Certains microorganismes phototrophes peuvent
produire de l'hydrogène, évitant le recours aux
énergies à haut niveau du vapo-cracking et de
l'électrolyse, qui font aujourd'hui appel à des ressources non renouvelables. Pour cela, deux voies
sont explorées par différents laboratoires dans le
monde, dont notamment en Europe ceux de P.M.
Vignais (CEA, Grenoble), et de D.O. Hall (King's College, Londres), respectivement :
• Les bactéries phototrophes : elles sont capables
de produire l'hydrogène moléculaire lors de la
réduction directe des protons de l'eau par la nitrogénase dans une réaction ATP dépendante. Les
conditions de croissance consistent dans l'anaérobiose, une forte intensité lumineuse, une métabolisation effective du substrat et des apports limités d'azote. Des cultures de la bactérie pourpre
non sulfureuse Rhodobacter capsulatus ont ainsi
produit de l'hydrogène et du CO2 à partir de lactate et de succinate à un rendement de 72 % du
maximum théorique, soit de l'ordre de 130 ml
d'hydrogène par heure et par g (poids sec) de biomasse bactérienne.
Récemment cependant, des isolements systématiques de souches algales issues de divers milieux
côtiers ou extrêmes, et ce effectué sous des conditions stressantes, ont permis l'obtention de nouvelles souches.
Ainsi, la chlorophycée Chlorococcum
littorale
s'est révélée résistante à des concentrations élevées de CO2 (jusqu'à 20 %), ce qui a engendré
tout un nouveau champ de recherches : la fixation
du CO2 des rejets de l'industrie lourde. Ceci
implique à la fois des études de technologie (mise
au point de photobioréacteurs, de collecteurs
d'énergie solaire), de physiologie, d'optimisation
de la croissance et de recherche d'applications
potentielles pour la biomasse ainsi produite.
Energie
Hydrocarbures
Certaines espèces de microalgues, en particulier
la chlorophycée Botryoccocus braunii, produisent des composés lipidiques à longue chaîne
présentant une grande diversité de structure chimique. Cette faculté d'accumulation d'hydrocarbures a été étudiée de façon approfondie, notamment suite aux chocs pétroliers successifs des
années soixante-dix. En dépit de résultats intéressants, et compte tenu des coûts élevés de production des microalgues, qui sont aujourd'hui
supérieurs au moins d'un facteur 10 à ceux des
hydrocarbures fossiles, il est peu probable
qu'elles constituent une solution énergétique
alternative à court terme.
Production d'hydrogène
L'intérêt pour l'hydrogène biologique est réapparu au début des années quatre-vingt-dix lorsqu'il
est devenu évident que la pollution atmosphérique par combustion des carburants fossiles était
non seulement dangereuse pour la santé mais
pourrait, de surcroît, être une cause des changements climatiques planétaires. Par son caractère
renouvelable et non polluant, l'hydrogène biologique est l'un des meilleurs candidats pour succéder aux hydrocarbures, et les enjeux attachés à
cette forme d'énergie sont donc considérables.
Support de la vie dans l'espace
En vue de préparer des vols spatiaux de longue
durée, les agences spatiales américaine, russe et,
plus récemment, européenne travaillent à la définition des systèmes de support de la vie. Par delà
le vol Terre-Lune, en effet, l'autonomie devient
nécessaire à l'égard de l'oxygène, de l'eau et de la
nourriture de base. Des expériences de longues
durée ont montré que les microalgues (Chlorella,
Spirulina) sont aptes à la fourniture d'oxygène et
d'eau à l'homme, mais également à l'utilisation de
ses déchets liquides et gazeux. Outre la recherche
d'une adéquation entre respiration humaine et
assimilation par l'algue, les développements portent sur des réacteurs à couche mince fonctionnant
en microgravité.
C'est ainsi que les moteurs cryogéniques et la pile
à combustible font l'objet de R&D intensifs pour
la propulsion des fusées et des automobiles, respectivement.
Certains microorganismes phototrophes peuvent
produire de l'hydrogène, évitant le recours aux
énergies à haut niveau du vapo-cracking et de
l'électrolyse, qui font aujourd'hui appel à des ressources non renouvelables. Pour cela, deux voies
sont explorées par différents laboratoires dans le
monde, dont notamment en Europe ceux de P.M.
Vignais (CEA, Grenoble), et de D.O. Hall (King's College, Londres), respectivement :
• Les bactéries phototrophes : elles sont capables
de produire l'hydrogène moléculaire lors de la
réduction directe des protons de l'eau par la nitrogénase dans une réaction ATP dépendante. Les
conditions de croissance consistent dans l'anaérobiose, une forte intensité lumineuse, une métabolisation effective du substrat et des apports limités d'azote. Des cultures de la bactérie pourpre
non sulfureuse Rhodobacter capsulatus ont ainsi
produit de l'hydrogène et du CO2 à partir de lactate et de succinate à un rendement de 72 % du
maximum théorique, soit de l'ordre de 130 ml
d'hydrogène par heure et par g (poids sec) de biomasse bactérienne.