Projet ANR-14-CE05-0043 – GreenAlgOhol : Evaluation des potentialités d’une filière de macroalgues vertes cellulosiques pour la production de bioethanol – preuve de concept technique et durabilité
Programme : Transformations et inter-conversions énergétiques (DS0203) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Ronan PIERRE (CENTRE D'ETUDE ET DE VALORISATION DES ALGUES (CEVA))
Partenaires : Divers privé; Laboratoire public; Divers public; Laboratoire public; Laboratoire public
Montant : 623529.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 48 mois
Résumé : Aujourd'hui, le monde est confronté au défi majeur de se convertir à une bioéconomie fondée sur l'utilisation durable de la biomasse pour répondre à ses besoins de production de produits chimiques et de services énergétiques.
Considérant les biocarburants par exemple, les voies industrielles actuelles de production à grande échelle de bioéthanol s’appuient sur l’exploitation de la canne à sucre et des ressources agricoles amylacées (procédés de première génération). L'éthanol cellulosique obtenu à partir de ressources non alimentaires telles que le bois et la paille (procédés de seconde génération) est sur le point d’être déployé.
En raison de la concurrence des usages, ces procédés basés sur des matières premières terrestres sont voués à être contingentés et ont besoin de solutions complémentaires. Dans ce contexte, les macroalgues marines font l’objet d'une attention croissante en tant que ressource renouvelable alternative ou de complément pour la production de matériaux, produits chimiques, carburants et énergie, avec une utilisation nulle ou limitée de terres arables, d'eau douce, d’engrais et de produits phytosanitaires.
En 2010, la production mondiale de macroalgues a atteint 19,9 millions de tonnes de matière sèche, provenant à 95% de l'aquaculture marine. Cette production a connu une augmentation annuelle moyenne de 7% / an sur la période 2001-2010. Algues brunes et rouges sont déjà largement utilisées comme matières premières dans des processus de production de bioproduits, principalement dans l'industrie des phycocolloïdes. Les macroalgues vertes, qui sont des organismes photosynthétiques à croissance rapide, distribués dans le monde entier, sont encore sous-exploitées et représentent un vecteur prometteur pour convertir l'énergie solaire et le CO2 en biocarburants et bioproduits à grande échelle.
Les algues sont un groupe particulier de végétaux très divers. Étant les plus proches parents des plantes terrestres, les macroalgues vertes présentent plusieurs similitudes avec les ressources végétales utilisées actuellement dans les procédés de première et de deuxième génération, ainsi que dans la chimie du végétal. Elles produisent naturellement de l'amidon et de la cellulose (non lignifiée). En tant que telles, elles pourraient s'avérer très utiles en tant que matières premières dans les processus actuels de transformation de sucres en biocarburants et bioproduits.
A côté de glucanes simples, les macroalgues vertes contiennent aussi des polysaccharides sulfatés spécifiques construits à partir d’oses rares et d’acides uroniques, ce qui ouvre la voie à des intermédiaires biosourcés de grande valeur pour l'industrie chimique.
A partir de ces considérations, l'objectif de notre projet de recherche industrielle est d'évaluer le potentiel des macroalgues vertes, depuis la culture de biomasse jusqu’à des produits finis, comme matières premières durables pour la production d'éthanol via la fermentation du glucose.
Nos premiers objectifs sont de développer des systèmes efficaces de production de biomasse et d’optimiser l’hydrolyse enzymatique des glucanes d'algues pour produire du glucose monomère.
Dans une deuxième étape, le glucose peut conduire à de nombreuses molécules plates-formes. Comme preuve de concept, nous nous concentrerons sur la fermentation en éthanol.
Enfin, dans une optique de bioraffinerie, d'autres composants des algues vertes seront étudiés, afin d'identifier et de quantifier d'autres composés d'intérêt.
Pour atteindre ces objectifs, notre proposition réunit un consortium étendu, avec des compétences clés dans la culture des algues, le fractionnement de la biomasse, les polysaccharides, la biochimie, les procédés catalytiques, les biocarburants, l’évaluation technico-économique et l’analyse de cycle de vie.