Microalgues marines : les enjeux de la recherche
Introduction
Parmi les microorganismes présentant un intérêt
industriel, les microalgues, cyanobactéries et bactéries photosynthétiques occupent une place à
part dans la mesure où elles ont besoin d'une
source de lumière, en plus des conditions générales de culture. Dans le milieu marin, ces organismes constituent le phytoplancton qui est à la
base de toute la chaîne alimentaire et supporte
une production de ressources renouvelables
exploitée de l'ordre de 100 millions de tonnes
par an. Par leur taille de l'ordre de quelques um,
leur durée de génération de l'ordre de la journée,
leur diversité taxonomique (40 000 espèces, dont
100 étudiées et 10 exploitées) et donc biochimique, ils peuvent donner lieu à de nouvelles
applications scientifiques et économiques. Leurs
particularités biochimiques les plus marquées
concernent les lipides, les polysaccharides, les
pigments protéiques et caroténoïques, les
enzymes et les substances bioactives. Ces molécules intéressent de nombreuses applications
dans les domaines de l'alimentation, la santé, la
cosmétique, etc. En outre, leur rôle dans l'élevage larvaire de certains animaux marins (mollusques et, dans une moindre mesure, poissons)
confère aux microalgues un intérêt stratégique en
aquaculture. Enfin, certaines propriétés concernent l'environnement (efflorescences toxiques,
mobilisation de nitrates, de C0 2 ), la vie dans l'espace, la production d'énergie renouvelable
(hydrocarbures, hydrogène, etc.).
La présente étude a pour objet de décrire les
enjeux des microalgues et l'état de la recherche
les concernant. Sur le plan national, elle est
concentrée sur deux groupes du CNRS (URA ENS
Ulm, et URA Roscoff). De nombreuses études très
ponctuelles ont lieu dans les universités en fonction d'opportunités géographiques et d'intérêts
scientifiques locaux. En outre, quelques laboratoires du CNRS ou des grands établissements
publics de recherche utilisent des microalgues,
mais il s'agit alors d'études portant sur un nombre
limité d'espèces prises comme modèle pour un
problème biologique, et non pas sur les algues en
elles-mêmes. Dans ce contexte, l'IFREMER, organisme de recherche finalisée, a reçu pour mission
la valorisation des produits d'origine marine, le
soutien aux activités maritimes traditionnelles de
pêche, d'aquaculture, et la surveillance de l'environnement côtier. Après une description des
travaux en cours dans les directions des Ressources vivantes (chimie fine, technologie des
systèmes productifs, aquaculture, microbiologie),
et de l'Environnement littoral (microalgues
toxiques), ainsi que dans les laboratoires associés
à ces travaux (École normale supérieure, universités de Nantes, de Bretagne occidentale, de Villetaneuse...), les enjeux sont évalués pour les différentes applications, en précisant les potentiels
de recherche internes et externes. Les thèmes
transversaux tels que la caractérisation des
souches, les techniques d'obtention d'organismes
surproducteurs, et les technologies des systèmes
productifs assurant l'accès à la ressource, sont
également abordés.
Il faut noter qu'une analyse semblable avait été
demandée en 1990 par le ministère chargé de la
Recherche et de la Technologie. Elle a permis
d'identifier les thématiques stratégiques et de bâtir
certains programmes de recherche. Ayant consacré des moyens importants à la recherche appliquée aux microalgues, le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) pilotait cette réflexion nationale. A la suite du recentrage de ses activités rendu nécessaire par les redéploiements budgétaires
de 1992, et de la cession de sa propriété industrielle à la société Héliosynthèse créée en 1993
(devenue Thallia Pharmaceuticals en 1996), cet
organisme a mis un terme à ses activités sur ce
sujet. Notre analyse s'appuie sur cette réflexion
et sur différents travaux de description de la situation mondiale des activités commerciales liées
aux microalgues, en particulier le répertoire Necton de la biotechnologie des microalgues
1 (1995).
1. Édité par V. Verdelho Vieira et N. Baylina et publiée par l'École supérieure de biotechnologies de l'Université catholique portugaise avec le support financier du programme européen CEDRE-PACTE/PEE.
Introduction
Parmi les microorganismes présentant un intérêt
industriel, les microalgues, cyanobactéries et bactéries photosynthétiques occupent une place à
part dans la mesure où elles ont besoin d'une
source de lumière, en plus des conditions générales de culture. Dans le milieu marin, ces organismes constituent le phytoplancton qui est à la
base de toute la chaîne alimentaire et supporte
une production de ressources renouvelables
exploitée de l'ordre de 100 millions de tonnes
par an. Par leur taille de l'ordre de quelques um,
leur durée de génération de l'ordre de la journée,
leur diversité taxonomique (40 000 espèces, dont
100 étudiées et 10 exploitées) et donc biochimique, ils peuvent donner lieu à de nouvelles
applications scientifiques et économiques. Leurs
particularités biochimiques les plus marquées
concernent les lipides, les polysaccharides, les
pigments protéiques et caroténoïques, les
enzymes et les substances bioactives. Ces molécules intéressent de nombreuses applications
dans les domaines de l'alimentation, la santé, la
cosmétique, etc. En outre, leur rôle dans l'élevage larvaire de certains animaux marins (mollusques et, dans une moindre mesure, poissons)
confère aux microalgues un intérêt stratégique en
aquaculture. Enfin, certaines propriétés concernent l'environnement (efflorescences toxiques,
mobilisation de nitrates, de C0 2 ), la vie dans l'espace, la production d'énergie renouvelable
(hydrocarbures, hydrogène, etc.).
La présente étude a pour objet de décrire les
enjeux des microalgues et l'état de la recherche
les concernant. Sur le plan national, elle est
concentrée sur deux groupes du CNRS (URA ENS
Ulm, et URA Roscoff). De nombreuses études très
ponctuelles ont lieu dans les universités en fonction d'opportunités géographiques et d'intérêts
scientifiques locaux. En outre, quelques laboratoires du CNRS ou des grands établissements
publics de recherche utilisent des microalgues,
mais il s'agit alors d'études portant sur un nombre
limité d'espèces prises comme modèle pour un
problème biologique, et non pas sur les algues en
elles-mêmes. Dans ce contexte, l'IFREMER, organisme de recherche finalisée, a reçu pour mission
la valorisation des produits d'origine marine, le
soutien aux activités maritimes traditionnelles de
pêche, d'aquaculture, et la surveillance de l'environnement côtier. Après une description des
travaux en cours dans les directions des Ressources vivantes (chimie fine, technologie des
systèmes productifs, aquaculture, microbiologie),
et de l'Environnement littoral (microalgues
toxiques), ainsi que dans les laboratoires associés
à ces travaux (École normale supérieure, universités de Nantes, de Bretagne occidentale, de Villetaneuse...), les enjeux sont évalués pour les différentes applications, en précisant les potentiels
de recherche internes et externes. Les thèmes
transversaux tels que la caractérisation des
souches, les techniques d'obtention d'organismes
surproducteurs, et les technologies des systèmes
productifs assurant l'accès à la ressource, sont
également abordés.
Il faut noter qu'une analyse semblable avait été
demandée en 1990 par le ministère chargé de la
Recherche et de la Technologie. Elle a permis
d'identifier les thématiques stratégiques et de bâtir
certains programmes de recherche. Ayant consacré des moyens importants à la recherche appliquée aux microalgues, le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) pilotait cette réflexion nationale. A la suite du recentrage de ses activités rendu nécessaire par les redéploiements budgétaires
de 1992, et de la cession de sa propriété industrielle à la société Héliosynthèse créée en 1993
(devenue Thallia Pharmaceuticals en 1996), cet
organisme a mis un terme à ses activités sur ce
sujet. Notre analyse s'appuie sur cette réflexion
et sur différents travaux de description de la situation mondiale des activités commerciales liées
aux microalgues, en particulier le répertoire Necton de la biotechnologie des microalgues
1 (1995).
1. Édité par V. Verdelho Vieira et N. Baylina et publiée par l'École supérieure de biotechnologies de l'Université catholique portugaise avec le support financier du programme européen CEDRE-PACTE/PEE.