Croissance des microalgues sous lumière soliare concentrée – MEGASUN

Les microalgues photosynthétiques peuvent être considérées comme de petites usines biologiques capables de produire des aliments, des aliments pour animaux et des biomolécules à haute valeur ajoutée. Leur culture présente des bénéfices environnementaux : cyclage du dioxyde de carbone, dépollution des eaux et valorisation potentielle en tant que biocarburant. Enfin, elles peuvent être cultivées sur des terres non arables, évitant ainsi toute concurrence avec les cultures alimentaires actuelles.
La faible disponibilité de la lumière naturelle limite la production industrielle de microalgues photosynthétiques. Deux stratégies d’atténuation sont actuellement mises en œuvre :
- le déploiement de photobioréacteurs sur de grandes surfaces afin de capter un maximum de lumière solaire, au prix d’investissements en capital élevés ;
- le recours à l’éclairage artificiel, entraînant des coûts d’exploitation électriques importants.
Ce projet propose un nouveau paradigme : collecter et concentrer la lumière solaire à l’aide de miroirs peu coûteux avant de rediriger cette lumière ultra-intense sur la culture. Elle se concrétisera par un nouveau procédé intensifié conduisant à une photosynthèse augmentée à grande échelle. Néanmoins, une lumière ultra-intense est connue pour être délétère pour les cellules si elle n’est pas délivrée de manière appropriée. En nous appuyant sur une preuve de concept déjà établie, nos travaux exploreront le territoire encore inexploré de la photosynthèse sous lumière ultra-intense (jusqu’à plus de dix fois la puissance du soleil). Pour relever ce défi, nous utiliserons en synergie des techniques expérimentales et de modélisation de pointe.
D’un point de vue scientifique, nous anticipons des résultats sans précédent conduisant à de nouvelles connaissances à trois niveaux : l’appareil photosynthétique, la cellule et le bioprocédé. À l’aide d’outils numériques interdisciplinaires, nous élaborerons des modèles s’appuyant sur les connaissances générées et guidant notre exploration. D’un point de vue applicatif, nous concevrons et réaliserons la première génération de photobioréacteurs à lumière ultra-intense, permettant de dépasser la limitation énergétique actuelle de la photosynthèse. Ils démontreront la pertinence du procédé en atteignant des performances inédites en matière de production de microalgues et de biomolécules.