Les « Algemistes » : une équipe de chercheurs utilise des microalgues pour épurer les eaux usées et produire des matières premières durables
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Une algue microscopique qui servirait à la fois de station d'épuration, de réservoir de CO₂ et de source de matières premières ? Une équipe de recherche de l'université de Darmstadt (hda) souhaite en faire une réalité. L'idée : à l'avenir, les microalgues pourraient épurer les eaux usées industrielles, fixer le dioxyde de carbone nocif pour le climat et fournir en même temps une huile d'algue précieuse. Pour cela, les chercheurs développent un système biologique qui réunit toutes ces fonctions.
Au cœur de ce projet se trouve l’algue d’eau douce unicellulaire Tetradesmus lagerheimii. Elle est cultivée dans des photobioréacteurs d’un vert lumineux au sein du centre technique du département de chimie et de biotechnologie de la hda. C’est là que le professeur Rüdiger Graf, la doctorante Samira Reuscher et le Dr Gerd Klock, collaborateur scientifique du département, étudient, en collaboration avec des partenaires de l’industrie papetière et de l’université technique de Darmstadt, comment les microalgues pourraient être utilisées à l’avenir dans les stations d’épuration ou les installations industrielles.
« Nous avons un atout de plus que l’œuf-surprise », constate le professeur Rüdiger Graf, avant d’expliquer cette comparaison inhabituelle : « L’œuf-surprise présente trois avantages : le suspense, le jouet et le chocolat. Nous utilisons l’énergie solaire pour produire de la biomasse, ce qui nous permet de séquestrer le CO₂ et de traiter les eaux usées. Et puis, il y a un quatrième atout : nous produisons de précieuses huiles d’algues. »
Le projet se concentre sur le traitement des eaux usées industrielles. Celles-ci respectent certes toutes les exigences légales, mais de faibles quantités de substances à effet hormonal peuvent néanmoins subsister. C’est là que les microalgues entrent en jeu : elles peuvent absorber ces substances, les accumuler et, dans le meilleur des cas, même les dégrader complètement. « Les mécanismes moléculaires précis n’ont certes été que partiellement étudiés jusqu’à présent », explique Samira Reuscher, doctorante. « Mais nous savons que cela fonctionne : les microalgues filtrent les substances à effet hormonal présentes dans les eaux usées. »
Cela ne se fait toutefois pas sans effets secondaires. Du fait de leur métabolisme, les algues rejettent des substances organiques qui altèrent la qualité de l’eau. Pour résoudre ce problème, les chercheurs misent sur une répartition naturelle des tâches au sein du réacteur à algues : différentes souches bactériennes sont ajoutées aux cultures d’algues et dégradent ces produits métaboliques indésirables. « Dans la nature, les algues cohabitent également avec d’autres organismes », explique le Dr Gerd Klock. « Les différents organismes doivent s’adapter les uns aux autres. »
Les microalgues utilisent la lumière du soleil et le dioxyde de carbone pour croître ; elles fixent le CO₂ et se multiplient activement, formant ainsi de la biomasse. Celle-ci constitue non seulement la base de l’épuration des eaux usées, mais aussi celle du deuxième avantage du projet de recherche : la production d’huiles d’algues.
Dans des conditions idéales, les algues consacrent principalement leur énergie à leur croissance. Ce n’est que lorsqu’elles sont délibérément soumises à un stress – par exemple en raison d’une carence en nutriments ou d’un manque de lumière – qu’elles modifient leur métabolisme et stockent des réserves d’énergie sous forme de lipides. Ces huiles d’algues très convoitées peuvent notamment être utilisées pour la production de biocarburants. Contrairement au maïs ou au colza, ces algues polyvalentes ne nécessitent aucune surface agricole. « Il faut soumettre l’algue à un stress pour qu’elle comprenne : je dois désormais produire des lipides au lieu de continuer sans cesse à me diviser », explique le professeur Rüdiger Graf pour décrire cette approche. L’objectif des chercheurs est de trouver le juste équilibre : produire autant de biomasse que possible tout en assurant une production d’huile élevée.
Pour l’instant, le procédé n’est pas encore suffisamment rentable pour une mise en œuvre à grande échelle. « C’est pourquoi nous travaillons d’arrache-pied, notamment pour réduire la consommation d’énergie pendant le processus de culture », explique M. Graf. Pour l’équipe de recherche, le potentiel de cette technologie ne fait toutefois aucun doute : à l’avenir, des installations modulaires de culture d’algues pourraient être directement raccordées à des entreprises industrielles ou à des stations d’épuration. Elles y traiteraient les eaux usées, valoriseraient le dioxyde de carbone et produiraient simultanément des matières premières renouvelables – une innovation présentant de nombreux avantages pour l’environnement et l’industrie. Ce projet de coopération est financé par le ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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