{"id":320,"date":"2011-12-08T10:18:53","date_gmt":"2011-12-08T10:18:53","guid":{"rendered":"http:\/\/pierrepapon.fr\/?p=320"},"modified":"2011-12-08T10:21:03","modified_gmt":"2011-12-08T10:21:03","slug":"L'avenir des biocarburants est-il dans les algues?","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/pierrepapon.fr\/?p=320","title":{"rendered":"L&rsquo;avenir des biocarburants est-il dans les algues?"},"content":{"rendered":"<p align=\"justify\">\n<img src=http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2013\/07\/Image00004.png alt=\"Image00004.png\" style=\"margin: 5px; width: 139px; float: left; height: 133px\" title=\"Image00004.png\" height=\"146\" width=\"152\" \/>L&rsquo;utilisation de l&rsquo;&eacute;nergie solaire est consid&eacute;r&eacute;e comme l&rsquo;un des param&egrave;tres des sc&eacute;narios &eacute;nerg&eacute;tiques pour l&rsquo;avenir. Outre la production d&rsquo;&eacute;lectricit&eacute; par les fili&egrave;res photovolta&iuml;que et thermodynamique, on envisage aussi de mettre en oeuvre une chimie utilisant l&rsquo;&eacute;nergie solaire pour produire notamment des carburants &agrave; partir de la biomasse en utilisant des algues. Il semble que des projets industriels importants soient en cours aux Etats-Unis pour d&eacute;velopper la fili&egrave;re apr&egrave;s une phase de mise en sommeil. Les perspectives de la recherche&nbsp; semblent &eacute;galement importantes. lI est utile de faire le point sur ce dossier.\n<\/p>\n<p><!-- more --><\/p>\n<p align=\"justify\">\n&nbsp;&nbsp;&nbsp; Un r&eacute;cent rapport de l&rsquo;Agence Internationale de l&rsquo;Energie (AIE), &laquo; Solar Energy perspectives 2011 &raquo;, dresse un tableau complet des potentialit&eacute;s de l&rsquo;&eacute;nergie solaire avec son sc&eacute;nario<em> Blue Map<\/em> (une tr&egrave;s forte composante d&rsquo;&eacute;nergies renouvelables limitant &agrave; 2&deg; C le r&eacute;chauffement climatique) et des possibilit&eacute;s d&rsquo;exploiter la biomasse pour faire des synth&egrave;ses en utilisant l&rsquo;&eacute;nergie solaire. Selon l&rsquo;AIE, <strong>la fili&egrave;re des biocarburants dits de &laquo; Troisi&egrave;me g&eacute;n&eacute;ration &raquo;, produits &agrave; partir d&rsquo;algues, semble en particulier une voie prometteuse.<\/strong> Dans plusieurs pays, aux Etats-Unis notamment, l&rsquo;int&eacute;r&ecirc;t pour celle-ci semble rena&icirc;tre apr&egrave;s une d&eacute;cennie d&rsquo;attentisme et des efforts de recherche importants lui sont consacr&eacute;s (R.F.Service, &laquo; Algae&rsquo;s second try &raquo;, <em>Science<\/em>, vol. 33, p. 1239, 2 September 2011, <a href=\"http:\/\/www.sciencemag.org\/\">www.sciencemag.org<\/a> &nbsp;), financ&eacute;s en partie par le plan de relance d&rsquo;Obama. Une entreprise active dans ce domaine, <em>Solazyme<\/em>, a ainsi lev&eacute; pr&egrave;s de 230 millions de dollars en mai dernier pour investir dans la fili&egrave;re et <em>ExxonMobil<\/em> quant &agrave; lui, avait annonc&eacute;, en 2010, qu&rsquo;il y consacrerait 600 millions de dollars. Il existe de nombreuses esp&egrave;ces d&rsquo;algues qui se r&eacute;partissent en deux grandes cat&eacute;gories : &#8211; les microalgues et les cyanobact&eacute;ries &ndash; les macroalgues que l&rsquo;on trouve souvent sur les plages et qui peuvent &ecirc;tre vertes, brunes ou rouges. Les algues produisent trois types de polym&egrave;res naturels : les lipides (des triglyc&eacute;rides et des acides gras), les carbohydrates (des sucres stock&eacute;s en partie dans de la cellulose de l&rsquo;enveloppe v&eacute;g&eacute;tale), des prot&eacute;ines.<strong> Les huiles, des corps gras produits par les algues, peuvent &ecirc;tre utilis&eacute;es directement ou indirectement comme carburants dans des moteurs.<\/strong> Quelques chiffres montrent l&rsquo;int&eacute;r&ecirc;t potentiel de la fili&egrave;re algues. Alors que plusieurs vari&eacute;t&eacute;s de plantes (le soja et les palmiers &agrave; huile notamment) peuvent produire avec un bon rendement &agrave; l&rsquo;hectare des huiles qui peuvent &ecirc;tre incorpor&eacute;es au gazole, ces rendements ne seraient au maximum que de 6000 litres de carburants &agrave; l&rsquo;hectare par an. En revanche, des algues &agrave; croissance rapide fourniraient un carburant avec des rendements compris entre 9300 et 61 000 litres &agrave; l&rsquo;hectare. M&ecirc;me si ces chiffres sont optimistes on observe que la diff&eacute;rence est tr&egrave;s notable.\n<\/p>\n<p align=\"justify\">\n<strong>&nbsp;&nbsp; La strat&eacute;gie consiste &agrave; cultiver des algues dans des bassins ou des bior&eacute;acteurs<\/strong> pour produire de la mati&egrave;re premi&egrave;re pour cette fili&egrave;re de biocarburants : les algues fixent le CO2 de l&rsquo;air et par photosynth&egrave;se en utilisant l&rsquo;&eacute;nergie solaire elles produisent la biomasse pour fabriquer des biocarburants. Pour la plupart des algues (et en particulier les macroalgues) il est n&eacute;cessaire d&rsquo;utiliser la lumi&egrave;re solaire qui fournit l&rsquo;&eacute;nergie pour la photosynth&egrave;se et d&rsquo;avoir une ressource en eau, la production pouvant se faire soit en bassins (&agrave; l&rsquo;int&eacute;rieur des terres ou sur le littoral, certaines algues s&rsquo;accommodent tr&egrave;s bien des eaux saum&acirc;tres) soit dans des r&eacute;acteurs. Cette culture, &agrave; l&rsquo;&eacute;chelle industrielle, requiert beaucoup d&rsquo;eau car si les algues se d&eacute;veloppent rapidement, elles ont besoin d&rsquo;un grand volume d&rsquo;eau, elles ne repr&eacute;sentent en effet que 0,1% du volume d&rsquo;eau dans lequel elles se d&eacute;veloppent, la r&eacute;cup&eacute;ration d&rsquo;un kilogramme d&rsquo;algues suppose donc de pomper et filtrer une tonne d&rsquo;eau, une op&eacute;ration qui est co&ucirc;teuse en &eacute;nergie. Il est vrai aussi que la culture d&rsquo;algues en bassin pr&eacute;sente l&rsquo;inconv&eacute;nient que celles-ci se &laquo; font de l&rsquo;ombre &raquo; et qu&rsquo;elles croissent donc &agrave; faible concentration. L&rsquo;utilisation de bior&eacute;acteurs est une alternative pour les microalgues, on travaille en circuit ferm&eacute; mais il faut alors leur fournir un nutriment tel que le sucre, les r&eacute;acteurs repr&eacute;sentent de plus un investissement important. Les chercheurs am&eacute;ricains estiment que les techniques actuelles permettent de produire un litre de biocarburant avec un co&ucirc;t de 2,25 $, soit le double du prix d&rsquo;un litre d&rsquo;essence aux USA, l&rsquo;op&eacute;ration ne serait rentable que si ce co&ucirc;t de baissait fortement.\n<\/p>\n<p align=\"justify\">\n&nbsp;&nbsp;&nbsp; <strong>Une autre voie, plus futuriste, offre des perspectives int&eacute;ressantes : elle consiste &agrave; utiliser la &laquo; bo&icirc;te &agrave; outils &raquo; de la g&eacute;n&eacute;tique <\/strong>afin de modifier le g&eacute;nome des cellules des algues (en particulier les microalgues qui sont monocellulaires) par manipulation g&eacute;n&eacute;tique afin d&rsquo;augmenter leur rendement de production de mol&eacute;cules ou de les orienter vers la production d&rsquo;autres mol&eacute;cules. C&rsquo;est notamment la voie emprunt&eacute;e par le biologiste Craig Venter aux USA via les techniques de la biologie synth&eacute;tique pour transformer artificiellement des g&eacute;nomes (en y int&eacute;grant des fragments d&rsquo;ADN) avec le soutien de la soci&eacute;t&eacute; Exxon. Une possibilit&eacute; est de modifier les complexes mol&eacute;culaires (appel&eacute;s &laquo; antennes &raquo;) qui permettent aux algues d&rsquo;absorber les photons n&eacute;cessaires &agrave; leur croissance afin qu&rsquo;elles ne fassent pas concurrence &agrave; leurs voisines (en absorbant juste les photons utiles), on pourrait ainsi, semble-t-il, augmenter de 30% les rendements. <strong>Une alternative consisterait &agrave; modifier leur m&eacute;tabolisme<\/strong> en ins&eacute;rant dans leur g&eacute;nome un g&egrave;ne humain codant une enzyme, l&rsquo;anhydrase carbonique II (elle r&eacute;gule le CO2 dans les globules rouges du sang) qui va convertir en CO2 une forme de carbone inorganique et avec lequel la photosynth&egrave;se produit des corps gras. On peut aussi tenter une autre strat&eacute;gie qui viserait &agrave; faire lib&eacute;rer par les acides gras par les al gues &agrave; l&rsquo;ext&eacute;rieur de cellules pour en faciliter l&rsquo;extraction (cf .Y. Li-Beisson et G.Peltier, &laquo; Biocarburants : le d&eacute;fi des microalgues &raquo;, <em>Dossier Pour la Science<\/em>, no 73, p. 38, Octobre-d&eacute;cembre 2011).<strong> De fa&ccedil;on g&eacute;n&eacute;rale, il faut rep&eacute;rer des g&egrave;nes que l&rsquo;on peut modifier ou remplacer,<\/strong> &eacute;ventuellement synth&eacute;tis&eacute;es &agrave; partir de s&eacute;quences d&rsquo;ADN, qui en modifiant le m&eacute;tabolisme des cellules augmenterait leur rendement de production des corps gras et donc de biocarburants.\n<\/p>\n<p align=\"justify\">\n&nbsp;&nbsp; &nbsp;<strong>Il faut donc mettre en oeuvre un programme de recherche qui repr&eacute;sente des enjeux scientifiques de premier ordre<\/strong> qui concerne non seulement les algues mais aussi les bact&eacute;ries. <em>Solazyme<\/em> esp&egrave;re d&eacute;j&agrave; produire de 5 000 &agrave; 10 000 barils par jour d&rsquo;huile extraite d&rsquo;algues dans une usine prototype utilisant ces techniques dans le Nouveau Mexique en 2018. Pour l&rsquo;heure, il est difficile d&rsquo;avoir une &eacute;valuation &eacute;conomique pr&eacute;cise du co&ucirc;t de production des diff&eacute;rentes fili&egrave;res de biocarburants &agrave; partir d&rsquo;algues mais la fili&egrave;re ne sera comp&eacute;titive par rapport aux carburants p&eacute;troliers que si le cours du baril de p&eacute;trole &eacute;tait durablement sup&eacute;rieur &agrave; 100 $, une perspective qui n&rsquo;est peut-&ecirc;tre pas si lointaine&hellip;Il est vrai que les techniques biologiques permettraient, &agrave; terme, d&rsquo;augmenter substantiellement les rendements. Cela suppose de miser sur une biologie de haut niveau utilisant les techniques du g&eacute;nie g&eacute;n&eacute;tique. Il n&rsquo;est pas certain que ce soit une priorit&eacute; du programme fran&ccedil;ais sur les biocarburants, m&ecirc;me si plusieurs laboratoires fran&ccedil;ais travaillent dans ce domaine dont l&rsquo;IFREMER et le CEA. La fili&egrave;re des biocarburants produit &agrave; partir d&rsquo;algues est un pari sur l&rsquo;avenir. Les compagnies d&rsquo;aviation qui vont-&ecirc;tre soumises &agrave; une taxation de leurs &eacute;missions de CO 2 misent d&rsquo;ailleurs sur cette fili&egrave;re (Air France a effectu&eacute; un premier vol commercial avec un biocarburant en octobre dernier), ainsi que des constructeurs a&eacute;ronautiques comme EADS. Cette fili&egrave;re peut aussi int&eacute;resser les pays en d&eacute;veloppement qui pourraient construire des bassins de production sur leur littoral. <strong>Quoi qu&rsquo;il en soit, ces biocarburants ouvriraient la voie &agrave; une nouvelle g&eacute;n&eacute;ration de &laquo; bioraffineries &raquo;. <\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>L&rsquo;utilisation de l&rsquo;&eacute;nergie solaire est consid&eacute;r&eacute;e comme l&rsquo;un des param&egrave;tres des sc&eacute;narios &eacute;nerg&eacute;tiques pour l&rsquo;avenir. 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