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Les microalgues - une alternative durable en matière de protéines?
Le potentiel des microalgues est immense. C'est pourquoi Agroscope mène des recherches sur les possibilités d'utilisation de ces microorganismes comme ingrédients alimentaires pour les animaux de rente.
Dans le cadre du projet à long terme « Algafeed », des chercheurs d'Agroscope ont pour objectif de produire une nouvelle source de protéines pour les animaux de rente à partir de microalgues. Pour ce faire, ils veulent mettre en place des systèmes de production de microalgues appelés photobioréacteurs (PBR) directement à la ferme. L'objectif est de développer un système de production décentralisée de microalgues riches en protéines afin d’offrir un fourrage local et réduire ainsi les importations de tourteaux de soja.
Quels sont les avantages des microalgues?
Les microalgues sont une alternative intéressante au soja, car elles présentent une composition biochimique très équilibrée, avec des acides aminés essentiels, des polysaccharides, des acides gras polyinsaturés, des minéraux, des pigments et des fibres. En ce qui concerne leurs propriétés nutritionnelles fonctionnelles, les microalgues sont comparables au soja.
La production de microalgues ne nécessite pas de terres arables : Les PBR sont installés soit sur des terrains non cultivés comme le long des façades ou sur les toits des bâtiments agricoles, soit en intégration avec des cultures telles des cultures hors sol, ou par des systèmes suspendus au-dessus de plantations nécessitant une ombre partielle. La production de microalgues n’est donc aucunement en concurrence avec la production de cultures des plantes (fourragères, maraichères) sur sol arable. L'eau employée peut être réutilisée et aucun engrais en excès n’est rejeté dans l’environnement, rendant l'impact sur l'environnement plus favorable qu’en comparaison avec le soja.
La teneur en protéines brute des microalgues peut atteindre 60 pour cent en masse, alors que celle du soja est de 36 pour cent. Par hectare et par an, il est possible de produire environ 30 fois plus de protéines de microalgues en comparaison avec les protéines de soja.
La nouvelle source de protéines permettrait un approvisionnement durable et autonome en protéines et serait en outre "Swiss-made". La protéine serait produite directement là où les animaux grandissent ; le producteur obtiendrait ainsi le contrôle complet sur la chaine de production du fourrage. De plus, les microalgues pourraient être cultivées à partir de nutriments issus des déchets de l'industrie alimentaire suisse.
Les microalgues peuvent transformer le CO2 en biomasse, ce qui permet une réduction générale des émissions de gaz à effet de serre. Certaines microalgues ont même le potentiel de réduire la formation de méthane par les ruminants. De plus, puisque les protéines sont produites directement à la ferme, toutes les émissions liées au transport des aliments pour animaux (importations de tourteau de soja), sont éliminées.
La production de protéines végétales est fortement influencée par le changement climatique, ce qui n’est pas le cas pour la production de protéines à partir de microalgues puisqu’elles sont cultivées protégées dans des photobioréacteurs.
Déroulement
Le projet Algafeed se compose de plusieurs étapes.
Dans l'étape actuelle de faisabilité technique et économique les sujets suivants sont abordés:
Sélection des espèces de microalgues : les microalgues sont sélectionnées sur la base de leur concentration en protéines et de leur composition biochimique (valeur nutritive et nutriments à haute valeur ajoutée tels que les oligo-éléments, les vitamines, les acides gras, les substances reconnues comme pré- et probiotiques, etc.). Aussi, la robustesse des microalgues à des conditions de culture extrêmes est un critère important, étant donné qu’il s’agit de produire des protéines sans pour autant avoir une consommation énergétique élevée liée au réglage de température.
Développement du système de culture : afin d'augmenter la productivité d'une culture de microalgues, les systèmes de culture sont améliorés (notamment en optimisant l'apport de lumière pour la culture et en améliorant l'échange de gaz).
Optimisation de la méthode de culture spécifique de manière à ce que les processus soient adaptés à une future application à la ferme et que les valeurs nutritionnelles des microalgues produites soient bien adaptée à l’alimentation animale. Les processus en aval sont également optimisés pour garantir une bonne digestibilité du fourrage, un bon mode d'administration et une bonne conservation.
La digestibilité du produit développé sera testée dans des études "in vitro" avec le système INFOGEST et des tests d'appétence sur des animaux sont prévus.
Evaluation approfondie de l’impact environnemental, de la viabilité technologique et de la rentabilité.
Des microalgues indigènes provenant d'une grande variété de niches écologiques sont collectées et inclues dans une collection de souches appelée AlgoScope.
L'objectif est de localiser des microalgues le mieux adapté aux conditions météorologiques indigènes.
La composition des microalgues collectées est analysée afin de déterminer quelles algues produisent une quantité intéressante de protéines.
Le projet A'propos, dont l’objectif est de mettre en œuvre une production de protéines microalgues en utilisant des flux secondaires du secteur agro-alimentaire encore riches en nutriments, débute en 2023. Ainsi, des flux habituellement considérés comme des déchets, tels que l’eau issue du blanchissement de pommes de terre et du petit-lait, sont transformés en biomasse microalgale, qui est à son tour utilisée pour nourrir les animaux.
Ce projet est soutenu par l'OFEV et se déroule en partenariat avec le secteur économique et semi-publique (Frigemo-Fenaco, « Cotting et Fils SA» et Ava Altenrhein) et la haute école ZHAW.
Des méthodes de culture de microalgues sont développées de l’échelle laboratoire jusqu’à une échelle de pilote (environ 200 L).