Brevet FR3087791A1 — publié le 20200501

DISPOSITIF DE CAPTURE, DE TRANSPORT ET DE DIFFUSION DE LUMIÈRE POUR UN PHOTO-BIOREACTEUR La présente invention concerne un dispositif de capture, de transport et de distribution de lumière pour un photo-bioréacteur, en particulier pour équiper des bassins de production de microalgues. Le développement de la culture algale, en particulier microalgale en vue d'obtenir un biocarburant photosynthétique, des aliments humains 10 ou animaux ou des composés nutraceutiques issus de la biomasse algale, ne pourra être assuré à grande échelle qu'en réduisant significativement le coût de construction des photo-bioréacteurs et de leur exploitation. En outre, la production algale n'est pas réservée aux seules régions chaudes et ensoleillées, et il faut envisager des solutions techniques permettant d'augmenter la production algale 15 dans des pays situés aux latitudes des régions tempérées, tout en minimisant les besoins en chaleur nécessaire au maintien à la température de croissance adaptée selon les souches de micro algues. On connaît déjà des photo-bioréacteurs qui équipent des bassins en circuit fermé, tel que celui décrit dans le document WO 2013/011448. Il 20 comprend un bassin fermé par un support de manches en matériau souple remplies de liquide pour capter et transmettre de la lumière au travers de la solution algale contenue dans le bassin. Si ce bassin a permis de résoudre de nombreux problèmes techniques et économiques tels que l'augmentation de la productivité du bassin 25 et la réduction des coûts de fabrication des manches qui diffusent la lumière, il nécessite encore un équipement relativement conséquent, une fabrication de composants coûteuse et complexe à mettre en oeuvre. En outre, cette technologie 2 fermée ne s'applique qu'à des petits bassins pour la production de spiruline, de sorte qu'elle ne permet pas une production d'algues à grande échelle. En outre, la concentration de lumière vers les manches est complexe, car elle fait appel à des lentilles mobiles qui doivent être dirigées 5 dynamiquement et précisément vers les manches. Par ailleurs, la surface d'exposition à la lumière est restreinte à la surface des orifices du support dans lesquels débouchent les manches, le reste du support occultant l'intégralité de la surface libre du bassin. Cette technologie souffre également d'un problème 10 d'encrassement externe des manches par le développement d'un biofilm au contact entre les manches et la solution algale. Il est donc nécessaire de vider régulièrement les manches puis de les retirer de la solution afin de les nettoyer. La présente invention vise donc à proposer une solution aux problèmes précédents et, en particulier à augmenter la production spécifique de 15 micro algues en optimisant la distribution de la lumière, en améliorant les principaux paramètres photosynthétiques {température, photo inhibition, circulation), et en limitant l'évaporation d'eau du bassin. L'invention vise également à proposer une solution simple et rapide à mettre en oeuvre, autonome, économique et polyvalente, ceci quel que 20 soit la taille et la profondeur du bassin, c'est-à-dire à la fois facilement et rapidement évolutive en fonction des conditions et ayant un champ d'application très large, qui va des petits bassins existants à des bassins dits « open ponds » de grandes dimensions, en étang et en mer, pour une production extensive de grande ampleur. 25 À cette fin, l'invention a pour objet un dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière dans une solution contenue dans un réservoir, le dispositif comprenant une manche cylindrique, en matériau transparent à la lumière transportée et diffusée, la manche étant destinée à être remplie d'un 3 liquide propre à transmettre et diffuser la lumière et à équilibrer la pression extérieure pour maintenir la manche sous forme cylindrique. Selon l'invention, le dispositif comprend, en outre, une cloche étanche, transparente à la lumière captée, transportée et diffusée, et formée par deux parois séparées par un 5 interstice étanche rempli de gaz, la cloche comprenant une partie en dôme prolongée par une partie tubulaire, une première extrémité de la manche étant destinée à être bloquée contre la cloche de sorte qu'en position d'utilisation, la cloche flotte librement dans la solution et maintient au moins la partie en dôme émergée et la manche remplie de liquide immergée et étendue verticalement sous la cloche en adoptant une forme cylindrique. Le terme "transparent" utilisé dans la description et les revendications désigne un matériau qui laisse passer la lumière, et ce terme doit être compris au sens large englobant un matériau translucide. Ce qui importe c'est que la lumière soit captée et canalisée par le dispositif pour être transmise à la solution algale. L'invention permet ainsi d'adresser simultanément tous les problèmes précédents, notamment celui de l'augmentation de la production d'algue en améliorant la transmission de lumière et les principaux paramètres photosynthétiques tout en assurant une bonne isolation thermique et une circulation favorisée par le mouvement des manches dans le bassin, et celui de la réduction de l'évaporation de l'eau des bassins sans réduire la surface de solution exposée à la lumière du soleil. En particulier, l'invention permet un entretien naturel et automatique de la surface immergée des dispositifs qui limite la formation du biofilm. En outre, la solution proposée est simple et rapide à mettre en oeuvre, autonome, économique et polyvalente. 4 Selon d'autres modes de réalisation, qui peuvent être combinés entre eux : - la partie en dôme de la cloche à double paroi peut être hémisphérique ; - la partie en dôme peut comprendre un évent tubulaire traversant de manière 5 étanche les deux parois, l'évent comprenant une valve de maintien de pression atmosphérique équipée d'une membrane souple étanche qui peut se déformer sous la pression atmosphérique ; - la partie tubulaire de la cloche peut comprendre une gorge annulaire destinée à recevoir, en utilisation, une bague torique extensible de maintien étanche 10 d'une première extrémité de fixation de la manche contre la partie tubulaire ; - la partie cylindrique externe de la cloche peut être conique ; - la manche peut comprendre une seconde extrémité munie d'une fermeture étanche lestée ; - une extrémité inférieure de la manche peut comprendre des cellules 15 photovoltaïques dirigées, en utilisation, vers la cloche, et reliées à un accumulateur relié à des diodes électroluminescentes dirigées, en utilisation, vers la cloche, l'accumulateur étant programmé pour accumuler de l'électricité le jour et pour alimenter les diodes luminescentes la nuit ou pendant des périodes de faible intensité solaire ; 20 - l'accumulateur peut être relié à un résonateur récepteur de puissance capable de transformer en électricité l'énergie magnétique transmise, en position d'utilisation, par des résonateurs émetteurs de puissance équipant le fond du réservoir ; - la cloche peut être en un matériau choisi parmi le polypropylène, le 25 poly(méthacrylate de méthyle), le poly(téréphtalate d'éthylène), et un plastique transparent traité anti UV ; 5 - la manche peut être en un matériau choisi parmi le polyester, le polypropylène et tout autre matériau transparent en film, d'épaisseur de quelques dizaines de micromètres ; et/ou - la manche, en utilisation, peut être remplie d'eau salée et préalablement 5 dégazée. L'invention a également pour objet un photo-bioréacteur pour la production d'une solution algale concentrée comportant un réservoir contenant la solution algale, et au moins un dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière précédent, en flottage libre à la surface de la solution algale. 10 Selon d'autres modes de réalisation, qui peuvent être combinés entre eux : - le photo-bioréacteur peut comprendre, en outre, des moyens d'agitation de la solution algale de capables de générer un courant apte à déplacer les dispositifs de transport et de diffusion de lumière précédent en flottage libre 15 à la surface de la solution ; - les moyens d'agitation peuvent comprendre un distributeur d'un gaz sous pression, en particulier du dioxyde de carbone ; - le photo-bioréacteur peut comprendre, en outre, une structure maillée dont chaque maille est de dimension strictement supérieure à un diamètre maximal 20 de la cloche dudit au moins un dispositif de transport et de diffusion de lumière, de manière à permettre un mouvement aléatoire délimité d'un dispositif de transport et de diffusion de lumière compris dans une maille ; - la structure maillée peut être constituée par un filet souple et flottant ; et/ou - le photo-bioréacteur peut comprendre, en outre, des résonateurs émetteurs de 25 puissance équipant le fond du réservoir. L'invention a également pour objet un dispositif de nettoyage d'un dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière précédent, le dispositif de nettoyage comprenant un support circulaire munie d'au moins un 6 galet motorisé rotatif pour l'entraînement en rotation de la cloche du dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière en position de nettoyage, le support comprenant, en outre, au moins une brosse agencée sous le support et destinée à être en contact avec la manche du dispositif de capture, de transport 5 et de diffusion de lumière en position de nettoyage. Avantageusement, le support peut comprendre, en outre, des flotteurs. L'invention a également pour objet un photo-bioréacteur précédent, comprenant, en outre, au moins un dispositif de nettoyage précédent. 10 D'autres caractéristiques de l'invention seront énoncées dans la description détaillée ci-après, faite en référence aux dessins annexés, qui représentent, respectivement : la figure 1, une vue schématique en coupe d'un dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'invention en position d'utilisation 15 dans un réservoir ; la figure 2, une vue schématique partielle en coupe du dispositif de la figure 1 muni d'une valve d'équilibrage hydrostatique ; la figure 3, une vue schématique en coupe d'un dispositif de transport et de diffusion de lumière selon l'invention, en cours de remplissage ; 20 les figures 4 à 6, des vues schématiques en coupe de trois modes de réalisation alternatifs d'une cloche du dispositif de capture de transport et de diffusion de lumière selon l'invention ; la figure 7, une vue schématique en plan d'un bassin muni d'une pluralité de dispositifs de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'invention 25 en flottation libre et en circulation aléatoire ; la figure 8, une vue schématique en plan d'un bassin muni d'une pluralité de dispositifs de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'invention en flottation libre et en position fixe organisé dans une structure maillée ; et 7 - la figure 9, une vue schématique en coupe d'un cinquième mode de réalisation d'un dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'invention muni d'un dispositif d'éclairage artificiel rechargeable autonome positionné en extrémité des manches de diffusion de la lumière ; 5 - la figure 10, une vue schématique en coupe d'un mode de réalisation alternatif ou complémentaire du dispositif de la figure 9, comprenant un dispositif d'éclairage artificiel rechargeable par induction en alternative ou en combinaison des cellules photoélectriques du dispositif de la figure 9 ; - la figure 11, une vue schématique en coupe d'un dispositif de nettoyage 10 spécialement adapté au dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'invention ; et - La figure 12, une vue schématique en coupe vue de dessus du dispositif de nettoyage et du dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière de la figure 11. 15 La figure 1 illustre un positif de capture, de transport et de diffusion de lumière 100 selon l'invention flottant librement dans une solution 1 contenue dans un réservoir 2, c'est-à-dire que le dispositif n'est pas fixé à un support immobile par rapport au réservoir. Le dispositif 100 comprend une manche 110 cylindrique, en 20 matériau souple ou semi-rigide transparent à la lumière transportée et diffusée. Une extrémité supérieure 111, en position d'utilisation, de la manche 110 est enfilée autour et bloquée contre une cloche 120 étanche, transparente à la lumière transportée et diffusée, et formée par deux parois 120a et 120b séparées par un interstice e rempli d'un gaz (air ou autre). 25 Plus particulièrement, la cloche 120 comprend une partie en dôme 121 prolongée par une partie tubulaire 122 sur laquelle est enfilée la manche 110. Une extrémité inférieure 112 de Ici manche est fermée de manière étanche. De préférence, la seconde extrémité 112 de la manche est munie d'une 8 fermeture étanche lestée. Il peut s'agir, par exemple d'une barrette amovible de fermeture étanche lestée. Alternativement, l'extrémité de la manche peut être soudée de manière à incorporer du leste immergé au fond de la manche. 5 À titre d'exemple, la cloche est en un matériau transparent rigide, choisi parmi le polypropylène (PP), le poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA), le poly(téréphtalate d'éthylène) (PET), ou un plastique transparent traité anti UV. Également à titre d'exemple, la manche est en un matériau transparent, souple 10 ou semi-rigide, choisi parmi le polyester, le polypropylène (PP), et le polyéthylène téréphtalate, en particulier en un matériau connu sous la marque déposée Mylar®, ou matériau équivalent résistant aux ultraviolets, d'épaisseur de quelques dizaines de micromètres La manche peut être obtenue en enroulant une portion 15 rectangulaire de feuille et en assemblant les deux bords parallèles par collage ou soudage. L'extrémité inférieure de la manche est fermée tandis que l'extrémité supérieure reste ouverte pour être fixée, sur sa périphérie, à la partie tubulaire 122 de la cloche 120. La manche cylindrique peut être obtenue par un procédé 20 d'extrusion soufflage sans jointure longitudinale Ainsi, selon l'invention, en position d'utilisation, la manche et la cloche sont remplies d'un liquide propre à transmettre et diffuser la lumière et à assure la pression statique intérieure pour maintenir la manche immergée et étendue verticalement sous la cloche en adoptant une forme cylindrique de sorte 25 que l'ensemble cloche/manche flotte librement dans la solution, au moins la partie en dôme étant maintenue émergée par rapport au niveau du bassin. Cette dernière permet alors non seulement de capter la lumière quelle que soit son angle d'incidence, mais également de maintenir une partie de liquide au-dessus 9 du niveau de la solution, ce qui permet à la manche de garder sa forme tubulaire et cylindrique du fait de la pression statique différentielle exercée sur toute la hauteur de la manche. La lumière est transportée dans la colonne étanche de liquide 5 (délimitée par la cloche et la manche fermée hermétiquement) qui fait office de « fibre optique » naturelle qui conduit la lumière naturelle depuis l'extérieur vers les profondeurs de la solution algale. Le dispositif selon l'invention permet donc de capter, transporter et de distribuer la lumière incidente naturelle au sein du volume de culture algale 10 de façon homogène avec un taux maximal de capture du rayonnement, quels que soient son orientation (azimut) et l'angle solaire. À cette fin, le dôme 121 est avantageusement hémisphérique. Ce dispositif simple et performant permet de valoriser au maximum le potentiel photosynthétique du rayonnement naturel afin accélérer la 15 production des micro algues tout en réduisant significativement le risque d'inhibition biologique et de surchauffe localisée dans la strate supérieure du bassin. En effet, l'ensemble flottant librement à la surface de la solution, il génère un mélange permanent de la solution algale. 20 La répartition homogène de la lumière s'accompagne également d'une bonne répartition de la chaleur au sein du volume algal. La cloche étant constituée d'une double paroi remplie d'un gaz, elle permet non seulement la flottaison, mais également l'isolation thermique du liquide qui ne s'échauffe que très peu. 25 Le dispositif assure ainsi une fonction d'isolation thermique efficace due à qualité d'isolation de la double paroi en lame d'air statique et par la réduction significative de la surface d'évaporation du bassin lorsque plusieurs 10 dispositifs selon l'invention sont utilisés simultanément dans le bassin, comme il sera expliqué en relation avec les figures 7 et 8. L'intensité du rayonnement incident est répartie dans le rapport de la surface du bassin et de la surface des diffuseurs de lumière, le facteur de 5 répartition peut être très important et défini selon les besoins en photons des différentes souches de micro algues. La hauteur des manches de transport et de diffusion de la lumière sera adaptée en fonction de l'intensité de rayonnement naturel et des besoins en photons nécessaire à la photo synthèse 10 De préférence, la partie tubulaire 122 de la cloche 120 comprend une gorge annulaire 123 destinée à recevoir, en utilisation, une bague torique extensible 124 de maintien étanche de la première extrémité 111 de fixation de la manche contre la partie tubulaire. Selon un mode de réalisation avantageux illustré en figure 2, la 15 partie en dôme 121 comprend un évent tubulaire 130 traversant de manière étanche les deux parois 120a et 120b, reliant ainsi l'extérieur et l'intérieur de la cloche. L'évent 130 comprend une valve 131 de maintien de pression atmosphérique équipée d'une membrane souple étanche qui peut se déformer sous la pression atmosphérique Pa. 20 Cela permet de maintenir une pression hydrostatique différentielle (flèche FI) constante sur toute la hauteur de la manche. Au niveau de la partie tubulaire étanche 122 de la cloche 120, la pression de l'air est indépendante de la pression du liquide, elle sera celle de la pression atmosphérique au moment de la fabrication de la cloche (flèches F2 25 et F3). Outre la valve souple qui assure l'équilibre de pression avec la pression atmosphérique, l'évent permet un remplissage et une vidange de la cloche et de la manche, comme illustré en figure 3. 11 À cette fin, on dévisse le bouchon 132 de l'évent (bouchon comprenant l'éventuelle valve 131), et on insère un tube de remplissage/vidange 140, de diamètre inférieur à celui de l'évent de manière à laisser passer l'air en remplissage (flèche F4). 5 Lorsque le dispositif est rempli de liquide (de préférence de l'eau salée car cela limite la prolifération bactérienne à l'intérieur de la manche ; flèche F5) jusqu'à l'évent 130, on referme ce dernier en s'assurant qu'aucune bulle d'air n'est enfermée sous la cloche. Pour éviter tout risque de formation de bulles, le liquide est 10 préalablement dégazé avant de remplir la cloche et la manche. Si la partie en dôme 121 est avantageusement hémisphérique (c'est-à-dire qu'elle présente un rayon R constant), la partie tubulaire 122 peut avoir différentes formes. Ce qui importe c'est que la manche puisse y être fixée de manière étanche et que le dôme reste émergé pendant l'utilisation pour capter 15 et transmettre la lumière. La largeur de l'interstice e (et donc le volume de gaz qu'il contient), la hauteur he de la partie en dôme et la hauteur hi de la partie tubulaire (voir figure 3) sont choisie en fonction des dimensions souhaitées (longueur et diamètre) de la manche et des dimensions du réservoir, de manière à assurer la 20 flottabilité de l'ensemble, tout en assurant l'émergence de la partie en dôme et le maintien de la forme cylindrique de la manche fixée sous la cloche. Comme illustré en figure 4, la hauteur émergée he de la cloche est ajustée en définissant le rapport entre le volume V1 d'air enfermé entre les deux parois de la partie tubulaire 122 immergée et le volume V2 de la partie en 25 dôme hémisphérique 121 rempli d'eau Le volume V1 est calculé de la manière suivante : V1 a n/4 x h (D - d) Le volume V2 est calculé de la manière suivante : 12 V2 = (4/3 nR3)/2 La figure 4 illustre un mode de réalisation avantageux dans lequel l'embase 122a de la partie tubulaire 122 est conique, ce qui permet un enfilage aisé de la manche autour de la cloche. Dans ce mode de réalisation la 5 partie tubulaire est régulière, c'est-à-dire qu'elle présente un diamètre intérieur d et un diamètre extérieur D constants, sauf, bien sûr au niveau de l'embase 122a. Le tableau 1 suivant indique les différents calculs et donnée relatives à un exemple de réalisation conforme à la figure 4 : Pour les essais de mesure optique Unité Base V2 V3 Diamètre externe D m 0,15 0,15 0,15 Épaisseur du vide d'air entre les parois int. et ext. m 0,01 0,005 0,02 Diamètre interne d m 0,13 0,14 0,11 Rayon sphère remplie d'eau m 0,065 0,07 0,055 Hauteur cylindrique immergée m 0,15 0,35 0,05 Hauteur totale de la cloche m 0,225 0,425 0,125 Volume d'eau émergeant dm3 0,575 0,718 0,348 Volume d'air immergé dans l'anneau cylindrique dm3 0,660 0,797 0,408 Différence entre le volume immergé et émergeant dm3 0,085 0,079 0,060 Vérification du volume immergé en air OK OK OK Échange thermique des cloches Conductivité thermique matériau W/m.°C 0,19 0,19 0,19 Conductivité thermique air W/m.°C 0,023 0,023 0,023 Épaisseur matériau des 2 parois 6 6 6 mm Épaisseur lame air mm 10 5 20 Échange superficiel ext et interne 1/he + 1/111 0,06 0,06 0,06 Résistivité thermique °C.m2/W 0,53 0,31 0,96 Coefficient d'échange surfacique K W/°C.m2 1,90 3,24 1,04 10 La figure 5 illustre un mode de réalisation alternatif dans lequel l'interstice de la double paroi présente une largeur el plus importante, par exemple si l'on souhaite augmenter la capacité d'isolation thermique de la cloche ou pour gagner du poids ou pour faciliter une fabrication par moulage. 13 La partie tubulaire présente avantageusement un diamètre interne dl qui s'élargit vers le bas, c'est-à-dire vers la manche, en position d'utilisation. La fonction d'élargissement du diamètre interne (élargissement faible ou important en fonction de la longueur de la partie tubulaire) dépend de la 5 flottabilité nécessaire pour compenser le volume de la cloche en fonction de la manche choisie. La figure 6 illustre un mode de réalisation alternatif dans lequel la flottabilité est principalement assurée par la partie tubulaire, la largeur e2 de l'interstice au niveau du dôme étant plus faible que dans la figure 5. 10 Dans ce cas, le diamètre intérieur d2 de la partie tubulaire se réduit vers le bas, c'est-à-dire vers la manche. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux lorsque l'on peut limiter le pouvoir isolant de la cloche, car l'augmentation du diamètre des capteurs hémisphériques émergents favorise la capture et la transmission des 15 rayons lumineux vers la solution algale. Grâce au dispositif selon l'invention, et en particulier à la cloche à double paroi étanche 120, les manches tubulaires cylindriques flottent et peuvent se déplacer librement à la surface de la solution algale. La figure 7 illustre un réservoir 200 de culture algale vue de 20 dessus, dans lequel flottent librement une multitude de dispositifs 100 selon l'invention. Le nombre de dispositifs 100 est défini en fonction du taux de répartition optimal recherché selon l'intensité du rayonnement naturel et les besoins en photons nécessaires à la photosynthèse. Grâce au mouvement aléatoire des dispositifs, ils se rencontrent 25 régulièrement, ce qui génère une friction douce périodique entre les manches souples et limite ainsi la formation du biofilm en surface externe. Pour assurer un déplacement régulier des dispositifs 100 à la surface de la solution algale, le photo-bioréacteur selon l'invention comprend 14 avantageusement des moyens d'agitation (non illustrés) de la solution algale, de manière à générer un courant apte à déplacer les dispositifs de transport et de diffusion de lumière selon l'invention en flottation libre. De préférence, les moyens d'agitation comprennent un 5 distributeur d'un gaz sous pression, en particulier du dioxyde de carbone, ce qui permet, outre l'agitation, d'alimenter les algues en CO2 et favoriser leur développement. Alternativement ou en combinaison, les moyens d'agitation peuvent être hydro-mécaniques et comprendre au moins une hélice ou un 10 agitateur rotatif. Le dispositif selon l'invention permet donc de limiter très fortement l'entretien et le nettoyage. Cependant, le flottage libre aléatoire sur toute la surface du bassin peut conduire à un agglutinement des dispositifs 100 dans une partie du bassin, réduisant la production d'algue dans l'autre partie du 15 bassin qui bénéficie, alors, d'une distribution d'éclairement moindre. Selon un mode de réalisation avantageux de photo-bioréacteur selon l'invention, illustré en figure 8, on dispose à la surface de la solution, dans le bassin 210, une structure maillée 220 dont chaque maille 221 est de dimension strictement supérieure à un diamètre maximal D, Dl , D2 de la cloche 20 des dispositifs 100 de transport et de diffusion de lumière selon l'invention. Puis on dispose un dispositif de transport et de diffusion de lumière selon l'invention dans chaque maille, de sorte qu'ils peuvent avoir chacun un mouvement aléatoire délimité par la maille dans lequel ils se trouvent. Plus les dimensions des mailles sont proches du diamètre des 25 cloches, moins les dispositifs selon l'invention parcourent de distance, ce qui assure un frottement très régulier des manches entre elles et évite le développement de biofilm en surface externe. Cependant, les dimensions des maillent ne doivent pas être trop proches de celles des cloches pour permettre la 15 culture d'un volume suffisant d'algues au regard du volume total des dispositifs, et ainsi assurer une bonne productivité du photo-bioréacteur. Grâce à la structure maillée, il n'y a aucun risque d'agglutinement des dispositifs selon l'invention et la transmission de lumière est 5 homogène sur toute la surface du bassin. Un mode de réalisation particulièrement avantageux de structure maillée est un filet souple et flottant, fixé au pourtour du bassin 210. Selon un mode de réalisation optionnel, illustré en figure 9, la manche comprend dans son extrémité inférieure des cellules photovoltaïques 150 10 dirigées, en utilisation, vers la cloche de capture située à l'extrémité haute, et reliées à un accumulateur 151. Ainsi, pendant une période d'éclairement fort, une partie de la lumière captée et transmise par la cloche et transportée vers l'extrémité basse de la manche est captée par les cellules photovoltaïques 150 et transformée en 15 électricité accumulée par l'accumulateur 151. Ce dernier est relié à des diodes électroluminescentes 152 dirigées, en utilisation, vers le haut la cloche. Ainsi, la nuit ou pendant des périodes de faible intensité solaire, l'accumulateur est programmé pour alimenter les diodes luminescentes qui vont 20 éclairer l'intérieur de la manche. En raison de l'agencement du dispositif, la lumière ne va pas sortir de la cloche, mais être réfléchie vers tout le dispositif qui va transmettre et distribuer la lumière vers la solution algale du bassin. Alternativement ou en combinaison, un mode de réalisation avantageux permettant un rechargement de l'accumulateur par induction sans fil 25 est illustré en figure 10. Dans ce mode de réalisation, l'accumulateur 151 est relié à un résonateur récepteur de puissance 153 capable de transformer en électricité l'énergie magnétique transmise par des résonateurs émetteurs de puissance 154 équipant le fond du bassin. 16 Leur nombre et leur puissance émettrice varient en fonction des dispositifs en circulation dans le bassin Le chargement des accumulateurs a lieu de préférence pendant les périodes tarifaires favorables, la nuit et le week-end. 5 Ce mode de réalisation permet, en outre, d'alimenter les diodes électroluminescentes en période nocturne ou de faible ensoleillement, lorsque les accumulateurs chargés en journée, pendant les périodes de fort ensoleillement, se sont épuisés. Ce dispositif de chargement par induction peut remplacer les 10 cellules photoélectriques 150 du mode de réalisation de la figure 9 ou bien les compléter. Malgré la très grande efficacité du dispositif selon l'invention pour limiter le développement de biofilm à la surface extérieure des manches, il peut être souhaitable de pouvoir nettoyer les manches périodiquement et 15 facilement. Or un tel nettoyage est une étape très complexe dans les photobioréacteurs de l'art antérieur, car il démonter le support et toutes les manches en même temps, ce qui est complexe, risqué et interrompt la production. Le dispositif selon l'invention, grâce à sa structure spécifique et 20 à sa liberté de mouvement permet un nettoyage aisé sans interrompre le fonctionnement des autres dispositifs présents dans le bassin, et ce de manière très rapide et automatisable, ce qui est un avantage important en termes d'exploitation. L'invention propose ainsi un dispositif de nettoyage automatique 25 escamotable d'un dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'invention, qui peut être installé périodiquement dans le bassin du photobioréacteur selon l'invention. 17 Ce dispositif de nettoyage 300 est illustré, en position de nettoyage, en figure 11. Il comprend un support circulaire 301 munie de galets motorisés rotatifs 302 pour l'entraînement en rotation de la cloche 120 du dispositif 100 5 de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'invention. Le support comprend, en outre, au moins une brosse 303 agencée sous le support 301 et en contact avec la manche 110 du dispositif 100 de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'invention, en position de nettoyage. 10 Avantageusement, le support comprend également des flotteurs pour maintenir le dispositif de nettoyage autour des dispositifs de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'invention. Ainsi, en utilisation, le dispositif de nettoyage est positionné et introduit par-dessus le dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière 15 selon l'invention, de telles sortes que le support soit agencé autour de la cloche, que le ou les galets soient en contact avec la cloche et que la ou les brosses soient en contact avec la manche. Puis, comme illustrés en figure 12, le ou les galets sont actionnés et entraînent en rotation (flèche F6) le dispositif de capture, de transport et de 20 diffusion de lumière, par friction contre la cloche du dispositif. Ce faisant, la brosse racle la face extérieure de la manche et la débarrasse du biofilm et de toute autre saleté très rapidement et automatiquement. Dans un mode de réalisation non illustré, le support peut être constitué en deux demi-cercles articulés l'un par rapport à l'autre, pour permettre 25 un agencement de manière latérale par rapport au dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'invention. Ainsi le nettoyage peut être réalisé in situ dans le bassin, en peu de temps par dispositif, sans démontage des dispositifs de capture, de transport 18 et de diffusion de lumière selon l'invention, ni arrêt d'exploitation des autres dispositifs, avec un ou plusieurs dispositifs de nettoyage en fonctionnement simultané mis en oeuvre par un seul opérateur Le dispositif selon l'invention est insensible aux mouvements 5 verticaux de houle et du vent, car il n'est pas fixé à un support, mais il flotte librement ; il suit donc les mouvements verticaux sans contrainte mécanique, ce qui permet de l'utiliser en étang et en pleine mer sans risque de l'abîmer. Le dispositif selon l'invention peut équiper des bassins existants de type « raceway » afin d'augmenter significativement leur productivité. Des 10 bassins ouverts de grosse capacité et de plus grande profondeur permettront d'optimiser la production spécifique (objectif de productivité supérieur à 200 t/ha.an de matière séche) et de réduire le coût global foncier, d'équipement et d'installation. Un usage en bassin extensif naturel, en étang ou en pleine mer 15 est envisageable avec une cloison périphérique flottante, comme pour l'élevage des poissons en mer. Il est également envisageable d'augmenter le développement des micro algues à proximité des parcs d'ostréiculture et de conchiculture. 20 19 REVENDICATIONSL Dispositif (100) de capture, de transport et de diffusion de lumière dans une solution (1) contenue dans un réservoir (2, 200, 210), le dispositif comprenant une manche cylindrique (110), en matériau transparent à la lumière transportée et diffusée, la manche (110) étant destinée à être remplie d'un liquide propre à transmettre et diffuser la lumière et à équilibrer la pression extérieure pour maintenir la manche sous forme cylindrique, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une cloche (120) étanche, transparente à la lumière captée, transportée et diffusée, et formée par deux parois (120a-120b) séparées par un interstice étanche (e) rempli de gaz, la cloche comprenant une partie en dôme (121) prolongée par une partie tubulaire (122), une première extrémité (111) de la manche (110) étant destinée à être bloquée contre la cloche (120) de sorte qu'en position d'utilisation, la cloche flotte librement dans la solution et maintient au moins la partie en dôme (121) émergée et la manche (110) remplie de liquide immergée et étendue verticalement sous la cloche en adoptant une forme cylindrique. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la partie en dôme de la cloche à double paroi est hémisphérique. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la partie en dôme comprend un évent tubulaire (130) traversant de manière étanche les deux parois, l'évent comprenant une valve (131) de maintien de pression atmosphérique équipée d'une membrane souple étanche qui peut se déformer sous la pression atmosphérique. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la partie tubulaire de la cloche comprend une gorge annulaire (123) destinée à recevoir, en utilisation, une bague torique extensible (124) de maintien 20 étanche d'une première extrémité de fixation de la manche contre la partie tubulaire. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle la partie cylindrique externe de la cloche est conique. 5 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la manche comprend une seconde extrémité munie d'une fermeture étanche lestée (112). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel une extrémité inférieure de la manche comprend des cellules 10 photovoltaïques (150) dirigées, en utilisation, vers la cloche, et reliées à un accumulateur (151) relié à des diodes électroluminescentes (152) dirigées, en utilisation, vers la cloche, l'accumulateur étant programmé pour accumuler de l'électricité le jour et pour alimenter les diodes luminescentes la nuit ou pendant des périodes de faible intensité solaire. 15 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel l'accumulateur (151) est relié à un résonateur récepteur de puissance (152) capable de transformer en électricité l'énergie magnétique transmise, en position d'utilisation, par des résonateurs émetteurs de puissance (152) équipant le fond du réservoir (2, 200, 210). 20 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la cloche est en un matériau choisi parmi le polypropylène (PP), le polyméthacrylate de méthyle) (PMMA), le poly(téréphtalate d'éthylène) (PET), et un plastique transparent traité anti UV. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 25 dans lequel la manche est en un matériau choisi parmi le polyester, le polypropylène (PP) et tout autre matériau transparent en film, d'épaisseur de quelques dizaines de micromètres. 21 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la manche, en utilisation, est remplie d'eau salée et préalablement dégazée. 12. Photo-bioréacteur pour la production d'une solution algale 5 concentrée comportant un réservoir (2, 200, 210) contenant la solution algale, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif (100) de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 en flottage libre à la surface de la solution algale. 13. Photo-bioréacteur selon la revendication 12, comprenant, en 10 outre, des moyens d'agitation de la solution algale de capables de générer un courant apte à déplacer des dispositifs de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 en flottage libre à la surface de la solution. 14. Photo-bioréacteur selon la revendication 13, dans lequel les 15 moyens d'agitation comprennent un distributeur d'un gaz sous pression, en particulier du dioxyde de carbone. 15. Photo-bioréacteur selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, comprenant, en outre, une structure maillée (220) dont chaque maille (221) est de dimension strictement supérieure à un diamètre maximal (D, Dl, D2) 20 de la cloche dudit au moins un dispositif de transport et de diffusion de lumière, de manière à permettre un mouvement aléatoire délimité d'un dispositif de transport et de diffusion de lumière compris dans une maille. 16. Photo-bioréacteur selon la revendication 15, dans lequel la structure maillée est constituée par un filet souple et flottant. 25 17. Photo-bioréacteur selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, comprenant, en outre, des résonateurs émetteurs de puissance (152) équipant le fond du réservoir (2, 200, 210). 22 18. Dispositif de nettoyage (300) d'un dispositif de capture, de transport et de diffusion de lumière selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un support circulaire (301) munie d'au moins un galet motorisé rotatif (302) pour l'entraînement en rotation de la cloche 5 (120) du dispositif (100) de capture, de transport et de diffusion de lumière en position de nettoyage, le support comprenant, en outre, au moins une brosse (303) agencée sous le support et destinée à être en contact avec la manche (1 10) du dispositif (100) de capture, de transport et de diffusion de lumière en position de nettoyage. 10 19. Dispositif de nettoyage (300) selon la revendication 18, dans lequel le support (301) comprend, en outre, des flotteurs. 20. Photo-bioréacteur selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, comprenant, en outre, au moins un dispositif de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 18 ou 19. 15