Vague d’algues dans les réservoirs

[freddau]

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Abandonnées dans les années 1980, les recherches sur les microalgues trouvent un second souffle grâce au pétrole cher. Allons-nous rouler aux algues vertes ? Visite des laboratoires qui carburent.Elles sont vertes, bleues ou rouges. Elles ne mesurent que quelques microns mais, fortes de plusieurs centaines de milliers d’espèces, elles ont colonisé la surface du globe, peuplant milieu marin, eau douce ou saumâtre. Déjà utilisées comme complément alimentaire ou colorant pour les saumons d’élevage, les microalgues pourraient devenir la principale source d’énergie du futur. Jugez plutôt : ces organismes sont capables de produire et de stocker des lipides – jusqu’à 50 % de leur masse – dont seront ensuite tirés des biocarburants. Certaines algues sont même capables de synthétiser naturellement de l’hydrogène.

Leur arme fatale se nomme la photosynthèse. Propre aux végétaux, ce mécanisme biologique est bien connu : il permet de transformer l’énergie lumineuse en énergie chimique. Cerise sur le gâteau, pour « fonctionner », ces minuscules usines aquatiques n’auraient besoin que d’eau et de soleil ! Un rêve, qui exige toutefois quelques ajustements avant de pouvoir véritablement prendre forme.

A Montpellier, Nantes ou Cadarache, un liquide verdâtre trône sur les paillasses de nombreux laboratoires. Aux yeux du visiteur, ces flacons ne paient pas de mine. Ces derniers temps, leur contenu suscite pourtant un « très très gros engouement », souligne Olivier Bernard, chargé de recherche à l’Institut national de recherche en informatique et en auto- matique (Inria) de Sophia Antipolis (Alpes-Maritimes). Qu’il s’agisse de lutter contre le changement climatique ou de réduire la dépendance aux énergies fossiles, les algues microscopiques font figure de candidates idéales. Mieux : elles répondent point par point aux critiques adressées aujourd’hui aux agrocarburants. En effet, l’ensemble des surfaces agricoles françaises ne suffirait pas à produire suffisamment d’huile pour subvenir aux besoins du pays en matière de transports [1]

Ces algues – impossibles à distinguer à l’œil nu – sont, elles, vingt fois plus abondantes que les plantes terrestres et avantagées par une croissance rapide : elles doublent au moins chaque jour. Elles offrent un rendement à l’hectare de 10 à 30 fois supérieur à celui des oléagineux. Et elles peuvent être cultivées sur des terrains impropres à l’agriculture traditionnelle. Avec elles, fini la compétition entre les cultures pour nos assiettes et celles pour nos voitures, qui conduit à la flambée des prix et à la déforestation.

Pompage d’azote et de phosphore

Les agrocarburants sont en outre suspectés de contribuer deux fois plus au réchauffement planétaire que les combustibles fossiles. En septembre 2007, le prix Nobel de chimie Paul J. Crutzen pointait du doigt l’agriculture intensive, « nourrie » aux engrais azotés qui se dégradent en protoxyde d’azote (N 20), gaz à effet de serre autrement plus puissant que le gaz carbonique (CO 2). Au contraire, les algues fixent, elles, le CO 2 de l’atmosphère et pompent l’azote et le phosphore dans l’eau ! Aucun rejet nocif pour l’environnement donc, si ce n’est bien sûr le dioxyde de carbone libéré lors de la combustion du biodiesel par le véhicule. Cette solution serait donc miraculeuse ? Non. Mais elle est assez séduisante pour qu’une soixantaine d’équipes à travers le monde décide d’étudier sérieusement cette alternative.

En France, le projet Shamash – nom du dieu Soleil en Mésopotamie – rassemble, depuis décembre 2006, sept laboratoires et un partenaire industriel. L’ensemble de la filière y est représenté, des modélisateurs aux motoristes, des biologistes aux spécialistes de l’extraction des huiles. Doté d’un budget de 2,8 millions d’euros, dont une partie accordée par l’Agence nationale de la recherche pour une durée de trois ans, Shamash a déjà sélectionné trois espèces de microalgues parmi un large échantillon. Leur culture en extérieur, en Vendée et en Bretagne, est même prévue pour cette année.

Une collection de 300 micro-organismes

Reste toutefois un problème de taille : la facture. Olivier Bernard, coordinateur du projet Shamash, ne le cache pas : « Il existe un décalage entre ce qui est véhiculé par les médias et la situation réelle. Certes, on sait aujourd’hui faire pousser des algues, produire des lipides… mais à des prix rédhibitoires ! » Crise du pétrole ou changement climatique ont beau pointer le nez à la fenêtre, aucun consommateur n’est prêt à se ruiner à chaque passage à la pompe. « A 2 euros le litre, ça serait gagné. Mais nous sommes encore un facteur 10 au-dessus de ce qu’il faut ! » évalue le chercheur.

C’est sur cette pierre d’achoppement que sont déjà venues buter les premières recherches sur les algues riches en huile. En 1978, aux Etats-Unis, le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) avait lancé un vaste programme d’études, l’ASP (Aquatic Species Program), afin d’évaluer la faisabilité d’une production de biocarburant à partir d’algues. Une collection de 300 micro-organismes était alors constituée, une multitude de données recueillie – elles font d’ailleurs encore office de valeur de référence. Mais, en 1996, le programme est condamné pour des questions de rentabilité.

Comment comprendre, dès lors, le retour des microalgues sur le devant de la scène ? Rien de plus simple. « En 1996, le prix du baril de pétrole se situait au-dessous des 20 dollars et le NREL estimait qu’il devait être trois fois plus élevé pour qu’un biodiesel algal soit compétitif. Aujourd’hui, c’est le cas puisque le baril dépasse les 100 dollars ! » Avec la récente flambée du prix du brut, Américains, Chinois, Israéliens mais aussi Australiens ou Européens, tous cherchent à mettre la main sur l’espèce qui saura le mieux répondre à tous les critères : une algue riche en huile, facile à cultiver et récolter, pas trop exigeante en énergie (lire ci-contre).

Mariés à des déchets

Olivier Bernard n’hésite pas à parler « d’effet bulle » : « On laisse penser que toute la recherche a été faite et qu’il n’y a plus qu’à investir. » Erreur. Car les freins à une production à grande échelle ne manquent pas. « Pour qu’une algue produise des lipides, il faut qu’elle n’aille pas très bien », résume Jean-Paul Cadoret, responsable du laboratoire de physiologie et de biotechnologie des algues à l’Ifremer, membre de Shamash.

Elle doit être soumise à différents stress (privation d’azote, augmentation brutale de la lumière) pour doper sa teneur en acides gras, mais doit néanmoins être ménagée pour continuer à produire. Sa culture à l’air libre est compliquée car les bassins sont envahis par des algues de différentes espèces, obligeant à un tri impossible au moment de la récolte ; celle en milieu fermé, en photobioréacteur, coûte excessivement cher. Et puis, plus l’algue se multiplie, plus elle se fait de l’ombre. Autant d’écueils que les scientifiques devraient parvenir à franchir tôt ou tard.

L’espoir d’une meilleure rentabilité pourrait toutefois venir d’ailleurs : la combinaison de la production de biocarburant « algal » avec une autre filière, si possible plus lucrative. Certains misent sur la synthèse d’hydrogène, un gaz qui pourrait répondre, à moyen terme, à tous nos besoins. Mais la recherche en est encore au stade expérimental – c’est l’objet notamment du programme européen Solar H. D’autres vantent plutôt des microalgues prêtes à se nourrir de nos déchets ! Couplés à des centrales thermiques ou à des stations de traitement des eaux usées, d’élevage porcin ou aviaire, les bassins de culture absorberaient dioxyde de carbone, nitrates ou phosphates.

Fondée en 2001 au sein du Massachusets Institute of Technology (MIT), la société GreenFuel Technologies explore ainsi cette piste aux Etats-Unis. Enfin, les algues sont riches en oméga 3 ou en antioxydants, des molécules très prisées en agroalimentaire ou en pharmaceutique. Avec tous leurs potentiels, l’engouement pour les microalgues n’est pas près de (re)prendre l’eau. —

Usines et filets flottants

Produire de l’énergie à partir d’algues : les projets se multiplient et les annonces se succèdent. Mais dans un contexte d’intense concurrence, motus et bouche cousue concernant les sommes investies et/ou les espèces utilisées.

– Hawaii : Shell a annoncé, en décembre 2007, la construction « immédiate » sur l’île d’une usine pilote en collaboration avec HR Biopetroleum, une société basée à Honolulu. Des algues marines seront cultivées dans des bassins découverts sur la côte de Kona afin de produire de l’huile végétale, transformée ultérieurement en biocarburant. Cellana, l’entreprise commune chargée de ce projet, est détenue majoritairement par le pétrolier anglo-néerlandais.

– Italie : ENI, la société pétrolière nationale, cherche à produire du gasoil à base d’algues alimentées par des eaux de décharge, dans la raffinerie de Gela, au large de la Sicile.

– Nouvelle-Zélande : Boeing et la compagnie Air New Zealand collaboreraient avec Aquaflow Bionomic Corporation pour l’élaboration d’un mélange de kérosène et d’algue. Le 24 février, un Boeing 747 de Virgin Atlantic a déjà utilisé un carburant hybride à base, lui, d’huiles de noix de babassu et de coco.

– Japon : le pays, qui souffre de sa petite superficie, peut puiser dans le formidable réservoir que constituent ses eaux territoriales. D’où son intérêt pour les macroalgues, au rendement pourtant bien moins intéressant. L’entreprise Tokyo Gas envisage de récupèrer celles qui s’accumulent dans les ports, afin de générer du méthane par fermentation. A l’heure actuelle, ces algues sont incinérées ce qui engloutit 30 m3 de gaz de ville par tonne de végétaux. Par ailleurs, la Tokyo Fisheries Promotion Foundation souhaite mettre en place cette année un projet pilote, financé par le gouvernement, de production de bioéthanol à partir d’algues brunes cultivées sur des filets flottants. L’utilisation de 1 % à 2 % des eaux territoriales japonaises permettrait de récolter 150 millions de tonnes d’algues pour 4 millions de tonnes de bioéthanol par an.

- Le projet Shamash

- Le rapport Epobio européen sur les applications industrielles des micro et macroalgues (en anglais)

- Le bilan de l’ancien programme américain de production de biodiesel algal (en anglais)

- Le dossier sur les biocarburants de l’Ademe (rubrique « Energies et matières renouvelables », puis « produire des biocarburants »)

- Sur le même thème, « Biocarburant : le mirage écologique »

[lejustemilieu]

Ha!, si Bil investit dans cette filière, ça devient sérieux
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