Que vous cultiviez en photobioréacteurs, raceways ou avec des ballons, il est important de porter une attention toute particulière au pH. En effet, c’est un des indicateurs majeurs à prendre en compte lors du lancement et du suivi d’une culture.
Qu’est-ce que « le pH » ?
Le pH est l’abréviation de potentiel hydrogène. Soren Sorenson, un chimiste, qui étudiait la fabrication de la bière le découvrit lors de ses recherches. Il a pour objet de déterminer le caractère acide, basique ou neutre d’une solution en mesurant l’activité d’ions hydrogène.
Le pH est une grandeur sans unité et compris entre 0 et 14. Il dépend de la concentration d’ions hydrogène (H+) et d’ions hydroxyde (HO-). Une solution à pH 7 dite « neutre » contiendra la même quantité d’ions H+ et d’ions HO-. Si la quantité d’ions hydrogène est plus élevé, la solution est dite « acide » et sera inférieure à 7. A l’inverse, une solution avec un nombre plus élevé d’ions hydroxyde est supérieure à 7 et considérée comme « basique ».
L’échelle du pH
Méthodologie pour cultiver des microalgues avec un pH optimal
Le pH fait partie de la liste des paramètres majeurs à prendre en compte pour une culture stable et croissante. Savoir l’interpréter et le réguler est une étape cruciale dans la production de microalgues.
Etape n°1 : Connaître l’environnement de la microalgue cultivée
Chaque microalgue a son pH optimal. Par exemple, la chlorelle a un pH optimal de 8,5-9. Elle rejoint donc la famille des espèces alcalophiles. Les microalgues qui se cultivent dans des milieux très acides (entre 0 et 5,5) font partie du groupe des acidophiles et les microalgues avec un pH optimal entre 5,5 et 8 du groupe des neutrophiles, comme vous pouvez le voir sur le schéma ci-dessous.
Les différentes typologies d’espèces en fonction du pH
La première étape est donc de se renseigner sur la plage de pH la plus adaptée.
C’est un paramètre indispensable à surveiller pour la croissance de votre microalgue. Si votre culture se trouve dans un environnement avec un pH non adapté, elle peut voir sa croissance ralentie ou inhibée. Il est même possible de perdre la culture.
Etape n°2 : Suivre sa culture
Vous vous êtes renseigné sur le pH idéal de votre culture. Il faut maintenant être en mesure de suivre son évolution et d’analyser la courbe qui sera une première indication de l’état de santé de votre microalgue.
Quel est le lien entre la courbe de pH et la santé de votre culture ?
Le dioxyde de carbone dissous dans la culture influence le pH. Une baisse du potentiel hydrogène représente une baisse d’activité photosynthétique. A l’inverse, une hausse de ce paramètre représente une croissance des microalgues. Les microalgues consomment du carbone pour réaliser leur photosynthèse. Le CO2 sera donc moins présent dans la culture et le pH augmentera. Cette augmentation est un signe que votre culture est en forme. L’objectif sera de stabiliser ce paramètre lorsque la valeur optimale est atteinte.
Pour suivre le pH, il est important de se munir d’outil. Une sonde vous indiquera les baisses et les hausses afin que vous soyez en mesure de réajuster.
Etape n°3 : Réguler l’environnement de votre microalgue
Pour toujours offrir à votre culture l’environnement le plus adapté, vous allez donc chercher à réguler le pH. Ainsi, vous optimiserez vos productivités et vos concentrations.
Nous avons vu précédemment dans l’article que l’injection de carbone influençait le pH. Ajouter un intrant comme le CO2 en fonction des données récoltées par votre outil de mesure, stabilisera au maximum le niveau de pH.
Si le pH augmente au-delà de la limite acceptable par votre microalgue, vous allez injecter du CO2 pour le faire redescendre.
A l’inverse, s’il baisse sans que vous ayez injecté du CO2, il est nécessaire de revoir l’ensemble de vos paramètres de culture : la lumière est-elle adaptée ? la température a-t-elle été modifiée ? … Il faut rapidement trouver la cause de cette diminution autrement vous risquez de perdre votre culture.
Chez Synoxis Algae, nous prêtons une attention toute particulière au pH. Il était donc évident pour nous que nos photobioréacteurs soient tous équipés d’une sonde et d’un système de régulation. NANO, LUCY et JUMBO régulent automatiquement le pH en fonction de la consigne que vous leur transmettez. Et puis, bien sûr, vous pouvez aussi avoir accès à la courbe de ce paramètre directement sur nos machines.
La technologie SALT présente sur nos systèmes permet d’optimiser les échanges gazeux en favorisant la dissolution du CO2.
