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RÉSUMÉ
Certains organismes photosynthétiques sont capables de capturer le CO2 atmosphérique et de produire une biomasse riche en huile. Cette huile est considérée, de ce fait, comme une ressource renouvelable qui pourrait devenir une alternative aux hydrocarbures fossiles. Cet article fournit une définition détaillée de ce que l'on entend par microalgue, huile, biocarburant, et donne un état de l'art des technologies de culture, de récolte, d'extraction d'huile et de conversion en biodiesel, du laboratoire à l'échelle pilote, soulignant les verrous biotechnologiques et technologiques à lever dans l'avenir.
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Some photosynthetic organisms can capture atmospheric CO2 and produce a biomass, with high levels of oil. This oil is therefore considered as a renewable resource, which could be an alternative to fossil hydrocarbons. This article provides a detailed definition of the terms microalgae, oil and biofuel, and gives a brief state of the art of technologies for cultivation, harvesting, oil extraction and conversion into biodiesel fuel, from laboratory to pilot scale, highlighting the biotechnological and technological challenges that will need to be addressed in the future.
Auteur(s)
-
Eric MARÉCHAL : Directeur de recherche CNRS, directeur du Laboratoire de physiologie cellulaire & végétale, IRIG, CEA Grenoble, France
INTRODUCTION
Domaine : Techniques de production et de transformation de microalgues
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Génie génétique, biologie moléculaire, biotechnologies, culture de micro-organismes, extraction d’huiles
Domaines d'application : Biocarburants, bioénergie, biomolécules, chimie verte, lubrifiants, cosmétique, nutrition humaine et animale
Principaux acteurs français :
Instituts et centres de recherche : Laboratoire de physiologie cellulaire & végétale (LPCV – CNRS, Université Grenoble Alpes, INRAE, CEA Grenoble) ; Plateforme Lipid Analysis in Grenoble (LIPANG – Région Auvergne-Rhône-Alpes, UE, CEA Grenoble) ; Institut de Biosciences et Biotechnologies d’Aix-Marseille (BIAM – CNRS, Université Aix-Marseille, CEA Cadarache) ; Plateforme Heliobiotech (CEA Cadarache) ; Cité des Energies et CEA Tech (CEA Cadarache) ; lnstitut de recherche interdisciplinaire de Grenoble (lRlG – CEA Grenoble) ; Laboratoire d’ingénierie des systèmes biologiques et des procédés (LISBP Toulouse) ; Institut de biologie de l’École normale supérieure – Laboratoire de génomique des organismes photosynthétiques (IBENS Paris) ; Institut de biologie physico-chimique (IBPC ; CNRS, Sorbonne Université, Paris) ; Laboratoire de génie des procédés – environnement – agro-alimentaire (GEPEA ; CNRS, Université de Nantes, IMT Atlantique, Oniris ; Saint-Nazaire) ; Plateforme AlgoSolis (Université de Nantes, CNRS)
Pôles de compétitivité : Mer Bretagne, Mer Méditerranée, Végépolys, Axelera
Institut Carnot : Bioénergies, Biomolécules et matériaux Biosourcés du Carbone Renouvelable (3BCAR)
Industriels : Abolis Metabolism Architects, Algopack, Algosource Technologies, Alpha Biotech, Cyane, Inalve, Fermentalg, Goëmar, Greensea, Innovalg, LLDC Algae, Metabolium, Microphyt, Olmix, Roquette, SunOleo, Total
Autres acteurs dans le monde : Alltech Algae, Algalimento, Algae Tec, Algatech, Algenol, Algenuity, Algomed, Archimede Ricerche, BDI Bioenergy, BP, Cellana, Cellulac, DIC, Ecoduna, Evodos, Gevo, Heliae, Jinzhou Natural Astaxanthin Inc, Jiangsu Tiankai Biotechnology, Lonza, Neoalgae, Neom, Nisshin Oillio Group, Phenometrics, Phytobloom, PetroSun, Reliance, Schott, Simris Alg, Subitec, Synoxis Algae, Synthetic Genomics, TerraVia, Dow, Unilever, Yunnan GinkoAsta Biotech
Contact : [email protected]
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KEYWORDS
microalgae | biofuel | extraction processes | biodiesel | jetfuel | oil extraction,
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2015 par Eric MARECHAL
DOI (Digital Object Identifier)
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Contexte
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8. Glossaire
Microalgue ; Microalga
Organisme unicellulaire photosynthétique pouvant appartenir à des branches très différentes de la biodiversité.
Photosynthèse ; Photosynthesis
Processus biologique par lequel certains organismes convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique (« photo- »), et utilisent ensuite celle-ci pour capturer le CO2 atmosphérique et synthétiser des molécules organiques carbonées (« -synthèse »). La photosynthèse est le point d’entrée du carbone dans la matière vivante et est à la base de tous les réseaux trophiques permettant à la vie d’exister.
Huile algale ; Algal oil
Une huile est formée par toutes molécules hydrophobes qui se séparent d’un milieu aqueux. À l’intérieur d’une cellule algale, l’huile est formée par un lipide particulier, le triacyglycérol.
Photobioréacteur ; Photobioreactor
Système clos et transparent, à l’intérieur duquel on cultive des microalgues en milieu liquide et sous un éclairage maîtrisé.
Transformation (d’une microalgue) ; Algal transformation
Méthode de microbiologie permettant de faire entrer une molécule d’ADN à l’intérieur d’une cellule, ici d’algue. Ce type de méthode doit être mis au point pour permettre d’optimiser une microalgue par ingénierie moléculaire.
Ingénierie génétique ; Genetic engineering
Ensemble des concepts et techniques mis en œuvre pour modifier le génome d’un organisme en supprimant, introduisant ou modifiant une région de son ADN.
Endosymbiose ; Endosymbiosis
Etape critique de l’évolution biologique au cours de laquelle une cellule pénètre à l’intérieur d’une autre et s’y maintient définitivement au point d’en devenir une sous-partie fonctionnelle. Schématiquement, une endosymbiose primaire a ainsi permis l’apparition d’une structure appelée « chloroplaste » à l’intérieur des cellules algales, qui existait précédemment sous une forme libre et indépendante appelée « cyanobactérie ».
Métabolisme ; Metabolism
Ensemble des réactions chimiques se produisant à l’intérieur d’une cellule....
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PETROUTSOS (D.), AMIAR (S.), ABIDA (H.), DOLCH (L.-J.), BASTIEN (O.), REBEILLE (F.), JOUHET (J.), FALCONET (D.), BLOCK (M.A.), MCFADDEN (G.I.), BOWLER (C.), BOTTE (C.), MARECHAL (E.) - Evolution of galactoglycerolipid biosynthetic pathways. From cyanobacteria to primary plastids and from primary to secondary plastids. - Progress in Lipid Research, 54:68-85 (2014).
-
(2) - LEVITAN (O.), DINAMARCA (J.), HOCHMAN (G.), FALKOWSKI (P.G.) - Diatoms: a fossil fuel of the future. - Trends in Biotechnology, 32: 117-124 (2014).
-
(3) - BEISSON (F.), LI-BEISSON (Y.), PELTIER (G.), FINAZZI (G.), MARECHAL (E.), CHAUVAT (F.), DELRUE (F.), FROMENT (K.), BLET (V.) - Des microalgues pour la production des biocarburants. - Les Clefs du CEA – Les énergies bas carbone, 61: 49-42 (2013).
-
(4) - LUPETTE (J.), MARECHAL (E.) - Le potentiel des microalgues pour la chimie verte et les bioénergies. - (L. Kalpa ed) Éditions Matériologiques, Paris, 321-338 (2018).
-
(5) - CHISTI (Y.) - Biodiesel from microalgae. - Biotechnology Advances, 25:294-306...
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