Processus de fabrication du biocarburant algal
L’idée est de cultiver des micro-algues qui ont une très hautes teneur en acide gras, que l’on récupère pour fabriquer des biocarburants. On met donc ces algues dans des bio-réacteurs avec des nutriments et du CO2, et elles vont croître par photosynthèse. On extrait ensuite les acides gras et les sucres afin de les convertir (notamment par transestérification puis fermentation) et d’en faire des biocarburants. Si vous désirez connaître plus de détails sur les étapes de d’extractione et de conversion, référez-vous au rapport de stage d’Anastasia Wolff , ancienne étudiante à l’ENS Ulm ayant effectué un stage sur le thème des biocarburants de troisième génération au Ministère de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie (page 6 et suivantes).
L’avantage des micro-algues est qu’elles produisent très peu de matière superflue, donc on peut avoir des algues qui peuvent accumuler des acides gras jusqu’à 80 % de leur poids sec, augmentant donc beaucoup le rendement par rapport aux plantes terrestres utilisées pour les deux premières générations de biocarburant. Il faut donc des algues qui ont une croissance très rapide, et qui ont une teneur la plus haute possible en acides gras. Une des idées existantes pour augmenter le rendement de ces algues est de les modifier génétiquement pour augmenter leur vitesse de croissance, et/ou pour augmenter leur teneur en acide gras.
Un grand avantage de la troisième génération par rapport aux deux premières est que la surface nécessaire à la culture est bien moins importante, mais aussi que l’eau utilisée pour le milieu de culture des algues n’a pas besoin d’être de l’eau pure. La culture des micro-algues peut se faire en couplage avec le réseau des eaux usées : non seulement cela permet de ne pas utiliser d’eau claire, ressource qui se fait de plus en plus rare, mais en plus de traiter en partie les eaux usées (pour plus de détails voir le rapport d’A. Wolff, page 37 et suivantes).
Dans quels types de réacteurs ?
Exemple de bioréacteur intensif
Aujourd’hui , il y a deux types de réacteurs existants : les réacteurs dits « intensifs », qui sont des tubes longs et fins en plastique transparent, dans lesquels on pourra injecter les algues, des nutriments et du CO2 pour la culture. L’avantage est de pouvoir contrôler de manière très précise le milieu de culture. Par exemple, le taux de CO2 injecté est calculé par pHmétrie : en effet, plus les algues absorbent le CO2, plus le pH augmente. Ce type de réacteur permet d’avoir une surface de contact avec la lumière du soleil la plus grande possible; il offre donc le rendement le plus élevé, mais il demande un investissement initial très élevé.
Ferme de bassins extensifs à Hawaï (entreprise Cyanotech)
Il y a ensuite les réacteurs dits « extensifs », qui consistent à mettre les micro-algues dans des grands bassins à ciel ouvert, et à faire circuler le milieu de culture grâce à des roues à aube. L’avantage est que l’investissement initial est quasiment nul, mais le rendement est beaucoup moins élevé car la surface de contact avec la lumière du soleil est la surface du bassin. De plus, il y a un risque très élevé de contamination des bassins, et il y a aussi une possibilité de fuite des micro-algues dans la nature, ce qui pourrait provoquer de nombreux problèmes, surtout si les algues sont génétiquement modifiées.
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