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Projet abouti

Bioressources

Salinalgue : Production de microalgues sur salines pour une valorisation en bioénergies et bioproduits

Capenergies, Derbi, Mer Méditerranée, Trimatec, 

Le projet SALINALGUE vise la culture à grande échelle d’une microalgue native (Dunaliella salina) en milieu ouvert sur des salines inexploitées ou en cours de réhabilitation à Gruissan (Aude), pour valorisation par bioraffinage en bioénergies (biométhane, biodiesel) et en bioproduits (colorant, oméga 3, protéines pour l’alimentation aquacole, en substitution aux farines de poisson).

Le projet SALINALGUE, labellisé par le pôle Trimatec, co-labellisé par les pôles Capenergies, Derbi et Mer Méditerranée, a bénéficié d’une subvention dans le cadre du 9ème FUI.

Contexte du projet

Les zones littorales humides du sud de la France présentent un écosystème et un environnement particulièrement favorables au développement de l’algoculture : grandes superficies mobilisables, activité historique de production de sel en recherche de reconversion, proximité du plus important bassin de production de CO2 industriel (Fos-sur-Mer) et présence naturelle d’une microalgue hautement valorisable : Dunaliella salina (DS). La valorisation de cette ressource permet de développer de nouvelles énergies durables qui contribueront à la réduction des émissions des gaz à effet de serre et de CO2.

Objectifs du projet

Le projet SALINALGUE répond à un triple objectif de durabilité environnementale, économique et sociale.

Après une phase d’étude approfondie de cette microalgue (maîtriser la culture et la récolte en milieu ouvert) et de son bioraffinage (étude et expérimentation de l’extraction des composés qu’elle contient pour valoriser intégralement la biomasse produite), des expérimentations permettront de valider la faisabilité technico-économique préindustrielle de toute la chaîne de production : culture (expérimentation sur 10 ha), récolte, extraction, valorisation. Ce projet permet de maintenir la biodiversité, l’activité et l’emploi sur les zones humides littorales que sont les salines.

Partenaires du projet

  • Territoires du pôle
    • Languedoc-Roussillon,
    • PACA,
    • Rhône-Alpes.

Description des travaux menés

L’étude des propriétés physiologiques de Dunaliella salina a permis de comprendre les mécanismes de stockage et de reconsommation de lipides et de caroténoïdes en lumière et températures périodiques. Une souche suraccumulatrice de bêta-carotène a été isolée (BIOCORE), mise en culture, puis caractérisée par l’Ifremer.

Différentes phases de production ont été menées, du laboratoire de maintien des souches et de production en petits volumes, aux quatre bassins de 50 m3, via la culture 200 à 500 litres.

Le LISBP a développé un procédé de récolte économe en énergie et à l’impact sur l’environnement limité, puis il a mis au point et testé, sur le site expérimental de Gruissan, un pilote semi-industriel capable de récolter 1 m3/h de suspension algale avec un rendement de plus de 95% sur plusieurs jours de fonctionnement.

L’extraction supercritique de lipides à partir de microalgues séchées et le fractionnement supercritique de mélanges lipidiques liquides ont tous deux donné des résultats très encourageants. Les  essais de bioraffinerie réalisés par le LPSD ont permis de valider, à grande échelle (½ et 17 kg), les conditions opératoires mises au point à petite échelle (10 g) par le M2P2. L’optimisation des paramètres expérimentaux comme la pression, la température, le débit de CO2, l’humidité et la granulométrie a permis de produire des acides gras (biocarburants de 3ème génération) ainsi que des molécules à hautes valeurs ajoutées comme du bêta-carotène. Ces résultats ont été confirmés avec succès à grande échelle.

Les retombées technologiques et économiques

  • Produits, prototypes issus des travaux de R&D

L’INRIA et l’Ifremer ont isolé, mis en culture et caractérisé une souche suraccumulatrice de bêta-carotène. L’INRIA a développé des modèles numériques permettant de prédire et optimiser la production de lipides et de bêta-carotène et les a validés lors de campagnes expérimentales.

Le LISBP a mis au point un procédé par autofloculation-flottation à l’échelle du pilote semi-industriel capable de récolter 1m3/h de suspension algale avec un rendement de plus de 95% sur plusieurs jours de fonctionnement.

Le centre CEA de Marcoule a validé à l’échelle de pilote la production d’acide gras (biocarburants de 3ème génération) et de molécules à hautes valeurs ajoutées comme du bêta-carotène à partir de biomasse algale par CO2 supercritique.

  • Publications, communications : 19 publications scientifiques, 28 communications internationales.
  • Thèse : 6
  • Emplois : 23 ETPT sur la durée du programme.

Perspectives technologiques et économiques

Le projet a permis des avancées sur de nombreux sujets comme la sélection d'une souche très productive en bêta-carotène, la maîtrise de la culture en milieu ouvert, la récolte par flottation à grande échelle, le développement de technologies alternatives pour l'extraction de bioproduits et l'analyse des impacts environnementaux de la filière.

Des développements sont encore nécessaires pour atteindre une viabilité technico-économique d'une filière microalgue à grande échelle. Les incertitudes sur la productivité et les coûts de production élevés cantonnent encore à ce jour les microalgues à des applications de niche à haute valeur ajoutée.

Les avancées du projet SALINALGUE pourraient être utilisées sur les marchés en devenir des microalgues alimentaires fraiches, via des sociétés que souhaitent développer trois des participants au projet avec une prise de responsabilité d'une quatrième société participante dans le cadre du développement du programme AMICAL, qui vise à créer une filière de production de microalgues en Nouvelle Calédonie.

Les pôles de compétitivité
DATAR et Ministère de l'Économie, des Finances et de l'Industrie

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