Les microalgues ont aujourd’hui une place importante dans notre quotidien de l’alimentation au biocarburant, mais comment sont-elles cultivées ? Quels outils sont nécessaires pour produire de la biomasse algale?
La production de microalgues se démocratise. Des systèmes innovants, disponibles pour les particuliers voient le jour. La consommation de spiruline est aujourd’hui possible presque de la même manière qu’on presserait son jus d’orange le matin. Mais qu’en est-il pour les centres de recherche, les laboratoires ou les industriels ?
Les systèmes de culture de microalgues se divisent en deux catégories : les systèmes fermés et les systèmes ouverts
Un système fermé aura pour avantage de protéger les microalgues de toute menace extérieure (bactéries, contaminants…). De plus, il permet une meilleure maîtrise de l’environnement grâce à l’ajustement des différents paramètres de culture par le biais d’un système de pilotage.
D’autre part, les systèmes ouverts présentent eux aussi leurs avantages. Ils sont généralement moins chers à l’achat et plus rapide à prendre en main.
Votre outil de production va donc dépendre du type de microalgue cultivée ainsi que le marché que vous souhaitez adresser. Par exemple, la culture d’Isochrysis galbana affinis Tahiti reste très périlleuse et non-pérenne dans un système ouvert mais se mène efficacement en système fermé. La culture de spiruline peut s’effectuer tant dans un système ouvert qu’un système fermé, cependant la cultiver dans un système fermé est préférable pour la vendre en biomasse fraîche pour l’alimentation humaine pour des raisons évidentes de sécurité et d’hygiène.
Les différents systèmes fermés de production de microalgues
Liste non exhaustive
Les photobioréacteurs
Ce sont des systèmes de culture de microalgues autotrophes fermés où les paramètres de culture sont maîtrisés (agitation, température, milieu, pH…) pour permettre aux microalgues de réaliser la photosynthèse. Plus coûteux à l’achat que les autres systèmes de culture, ils évitent cependant les risques de contamination et permettent une production tout au long de l’année.
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Les photobioréacteurs plans :
Ces outils de culture obtiennent des micro-algues avec une forte concentration grâce à une exposition à la lumière homogène. Ce système de culture produit donc de très haute productivité. Cependant, il est très compliqué à nettoyer et le biofilm se créé rapidement à cause de la très mauvaise hydrodynamique présente dans cet outil de culture.
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Les photobioréacteurs horizontaux tubulaires :
Ils sont moins chers à l’achat mais beaucoup moins efficaces en terme de productivité, ils obtiennent de moins bons rendements et sont plus coûteux à l’exploitation car très énergivores. Une des grandes différence entre photobioréaceturs verticaux et horizontaux est la compatibilité avec les microalgues. En effet, toutes les microalgues ne peuvent pas être cultivées dans ces systèmes horizontaux. Le biofilm apparaît aussi plus vite.
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Les photobioréacteurs verticaux tubulaires :
Ces systèmes de culture de microalgues sont plus chers à l’achat mais bien plus économique à l’utilisation. Ce système obtient des concentrations élevées et une plus grande productivité grâce à une agitation douce et contrôlée qui évite l’apparition de biofilm. Un autre avantage de la culture avec ce photobioréacteur est la compatibilité avec la plus part des microalgues. Comme vous vous en doutez c’est le système de culture que nous préférons chez Synoxis Algae.
Les poches plastiques
C’est le système de culture le moins cher à l’achat. Très simple à mettre en oeuvre, leur mise en place est rapide. Cette méthode consiste à suspendre un sac plastique avec un tuyau d’alimentation en CO2. Bien que très abordable, c’est la méthode avec la durée de vie la plus courte. Elle devient donc très chère à l’exploitation. En effet, les sacs sont ensuite jetés et de nouveaux sont utilisées en remplacement. De plus, le biofilm se créait très rapidement avec cette méthode. Si vous êtes à la recherche d’un système écologique, cet outil n’est donc pas fait pour vous.
Les différents systèmes ouverts de production de microalgues
Les fûts de culture de diamètre important (50-70 cm)
Cette méthode de culture de microalgues est relativement raisonnable en coût d’achat. Les microalgues sont cultivées dans des fûts en plastique transparent (PMMA, PETG, PVC) et un bullage est créée pour l’agitation. Cependant ce système de culture est très onéreux en coût d’opération et il présente très peu de stabilité pour la culture, une faible productivité, et une mauvaise qualité des algues.
Les raceways
Ce sont les systèmes de production les plus utilisés pour la culture de microalgues. Ce sont des bassins ouverts en forme de circuit de course. Ils sont généralement utilisés par ceux qui souhaitent produire des microalgues robustes en grande quantité et à moindre coût. Cependant ils présentent des risques importants de contamination, les concentrations sont relativement faibles et la productivité est liée à la saisonnalité.
Bien choisir son système de culture microalgues
L’objectif pour le futur acquéreur d’un système de culture de microalgues est donc de peser le pour et le contre en prenant en compte différents critères et en les hiérarchisant selon ses besoins : l’investissement de départ, les coûts d’exploitation, la productivité, la concentration, la préservation de la culture, la facilité d’utilisation, la compatibilité avec les souches, la microalgue cultivée…
Attention il est nécessaire de bien prendre en compte le Capex – Opex lors de l’achat de votre outil de production. Certains systèmes, plus chers à l’achat, se rentabilisent rapidement dans le temps. Prendre le temps de la réflexion est donc primordiale dans votre choix.
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