Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Des technologies compétitives au service du développement durable
2.3. La troisième génération de biocarburants
La culture des algues fait l’objet de nombreuses recherches portant principalement
sur trois grands types de cultures :
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−
−
culture en autotrophie (apport de lumière, de CO 2
et de nutriments). On parle
aussi de culture photoautotrophe. Elle peut être pratiquée en système ouvert
(lumière naturelle – raceway ou photobioréacteurs) ou fermé (lumière artificielle -
photobioréacteurs) ;
culture en hétérotrophie : la source d’énergie n’est pas lumineuse mais chimique.
Elle est fournie par un substrat carboné. La culture hétérotrophe se fait dans des
fermenteurs ;
culture en mixotrophie : c’est un mode de culture qui associe les deux types
précédemment décrits (par exemple : culture autotrophe avec léger apport de
sucre pour augmenter le rendement).
Lorsque l’on cite la troisième génération, c’est en général la filière autotrophe avec
apport de CO 2
qui est ciblée. Par ailleurs, la filière hétérotrophe est plutôt à considérer
comme une filière de deuxième génération dans la mesure où il y a un apport de
sucre.
Une fois produite, la biomasse algale doit être récoltée. Différentes façons sont
envisageables : par sédimentation gravitaire par différence de masse volumique, par
floculation-décantation, par flottation, par centrifugation, par filtration frontale
(tamisage, séparation par exclusion de taille), etc. La molécule d’intérêt (lipide en
général mais peut être des sucres ou même les cellules algales en tant que telles) est
ensuite extraite et transformée en carburant suivant les voies traditionnelles de la
première génération, pour les huiles ou les sucres, ou de la deuxième pour les
cellules algales. Selon le Livre Turquoise des acteurs des filières algues 1 , un hectare
de culture de micro-algues peut théoriquement produire entre 60 et 300 barils
d’équivalent pétrole (bep) par an (7 bep pour le colza) – signalons que la valeur haute
annoncée est très optimiste 2 . ExxonMobil retient le chiffre d’environ 115 bep par an
par hectare.
Enfin, la conversion hydrothermale de la matière algale est aussi un axe de
valorisation sous forme de biohuile.
La plupart des recherches menées aujourd’hui visent à produire des lipides en partant
du constat qu’en cas de carence en macronutriments, la croissance de l’algue est
ralentie et la voie de synthèse des triglycérides (lipides) est favorisée. Il semble
cependant difficile de produire de l’énergie à échelle industrielle à partir d’algues sur le
court terme, la filière devant lever des verrous importants 3 :
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lors de la phase de production de la ressource primaire : sélection des meilleures
souches algales (identifier-optimiser les souches adaptées à l’exploitation
(1) Person J. (2011), Livre Turquoise - Algues, filières du futur, Édition Adebiotech, 182 p.
(2) Ainsi, selon les données du Livre Turquoise, il faut une surface comprise entre 3 300 et
16 600 hectares pour produire un million de barils de pétrole. À titre de comparaison, la
consommation française de pétrole dans le secteur des transports était d’environ 350 millions de
barils en 2010.
(3) Sources : feuille de route ADEME, Livre Turquoise, Algogroup.
Centre d’analyse stratégique - 160 - Août 2012
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