Système intégré de raffinerie de microalgues – ALGORAFFINERIE

ALGORAFFINERIE est un projet de recherche avec une approche du génie de procédés. Il cherche à développer les bases scientifiques nécessaires pour l'exploitation industrielle de la biomasse microalgale. Ce projet se limitera à adopter le schéma de la bioraffinerie de 1ère génération ; c'est-à-dire, le fractionnement et l'extaction des principaux constituents de la biomasse mais pas leur conversion en produits finis pour l'utilisateur. A la fin, la faisabilité technique et économique sera évaluée. Les impacts sociétaux et environnementaux seront également évalués.

Le projet ALGORAFFINERIE n'abordera pas la modification de souches ou la sélection variétale d'algues. Il ne s'impliquera non plus dans l'optimisation de photobioréacteurs. Le projet considérera ces étapes comme aquises et aucune recherche les concernant ne sera abordée.
La matière première sera constituée d'algues fraîches à 20% de matière sèche. Deux espèces ont été retenues :
- Chlorella vulgaris, qui possède une teneur en lipides élevée.
- Porphyridium cruentum, qui est riche en polysaccharides.
La plupart des articles publiés prônent l'utilisation de microalgues comme une source non alimentaire pour la production de biocarburants. Pourtant, divers produits à haute valeur ajoutée comme des pigments, antioxydants, polysaccharides et protéines peuvent en être extraites.
A notre connaissance, il n'y a pas de recherche publiée traitant sur le fractionnement intégral des microalgues. Les travaux de recherche connus ont abordé exclusivement l'extraction d'un composé spécifique à des fins commerciales. Dans la plupart de ces recherches, les composés cibles ce sont des molécules à haute valeur ajoutée pour la cosmétique, la pharmaceutique ou bien des intermédiaires chimiques. Il y a peu d'information sur le devenir des résidus d'extraction.

Par contre, le projet ALGORAFFINERIE a comme objectif le développement de méthodologie et des procédés pour la valorisation intégrale des microalgues. La stratégie peut être assimilée à l'écoconception d'un schéma de production intégrée. Cette approche a été utilisée par un des partenaires sur plusieurs biomasses terrestres telles que le maïs ou le tournesol. Ceci est la première fois que le partenaire appliquerait les principes de la bioraffinerie à une biomasse microalgale.

Etant donnée que les microalgues sont une biomasse fraîche et qu'elle peut se décomposer rapidement, un point important sera l'étude des techniques de conservation afin de préserver les microalgues avant les étapes de transformation. Ce point est important car il y doit y avoir un volume tampon entre la sortie des bioréacteurs (récolte) et le début de la bioraffinerie. Soulignons que la congélation, l'une des techniques de préservation les plus courantes, peut induire la rupture de la paroi cellulaire. Par conséquent l'influence des conditions de stockage sur le procédé d'extraction doit être étudiée.

Il y a un manque d'information concernant les traitements des microalgues qui comprennent aussi des considérations d'énergie ainsi qu'une interprétation intégrée des résultats en vue de l'utilisation globale de la biomasse. En général les traitements connus sont optimisés pour l'extraction d'un seul composé d'intérêt, sans considérer leur impact sur les autres molécules d'intérêt. Dans un procédé intégré de "algoraffinerie", on devrait prendre en compte chaque type de molécule et implémenter des techniques sans effet néfaste pour les différentes fractions.
Les résultat final attendu est la définition détaillée du procédé de bioraffinerie (séquence d'opérations unitaires) qui mènent à des fractions enrichies des principales molécules cible sans dégradation d'aucune des fractions. L'évaluation économique et environnementale devrait être la plus favorable possible.