Les microalgues : un potentiel à développer

Un article de vulgarisation de Marc-André Déry

Enseignant-chercheur de biologie au Cégep de Trois-Rivières (Innofibre)

Microscopiques, vertes, aquatiques et produisant de l’oxygène, voilà l’idée générale que nous avons des microalgues. Et pourtant, ces petits microorganismes débordent de propriétés intéressantes! D’abord, la biodiversité des microalgues est impressionnante : seulement environ 50 000 espèces sont décrites actuellement sur un total estimé entre 400 000 et 1 million d’espèces. Avec toute cette biodiversité, il n’apparaît donc pas étonnant que les microalgues soient utilisées ou étudiées dans un très grand nombre de domaines différents allant des produits médicaux et nutraceutiques jusqu’à des fins de production de plastique renouvelable. Ensuite, la majorité des microalgues sont photosynthétiques, c’est-à-dire que, comme les plantes, elles utilisent le photon de la lumière, peu coûteux et disponible en grande quantité, afin d’obtenir l’énergie nécessaire à leur métabolisme. De plus, elles captent le dioxyde de carbone (CO2) afin de fabriquer leurs propres molécules organiques, ce qui fait des microalgues une solution intéressante dans la lutte aux changements climatiques. D’ailleurs, plusieurs travaux ont démontré que les gaz de cheminées industrielles peuvent être injectés dans des cultures de microalgues afin de réduire les émissions de CO2 qui seraient autrement libérées dans l’atmosphère. Finalement, les microalgues sont reconnues pour leur exceptionnelle capacité à produire de grandes quantités de biomasse ou de produits métaboliques diversifiés. En effet, plusieurs espèces sont en mesure de doubler leur masse en l’espace de 24 heures seulement. D’autres espèces peuvent produire jusqu’à 70% de leur contenu en lipides et emmagasiner de très grandes quantités de pigments, ce qui en fait des véhicules intéressants pour, par exemple, la production de biocarburants ou de pigments alimentaires. Il n’est donc pas étonnant que les microalgues soient souvent comparées à de petites bio-usines ultras performantes.

Microalgue Dunaliella salina

Photo prise par l'auteur.

Du travail à accomplir

De toute évidence, l’importance des microalgues dans le paysage de la recherche et de l’innovation depuis plusieurs décennies et la faible présence relative des microalgues dans notre paysage de consommateur souligne les défis inhérents à l’utilisation de cette biomasse. À titre d’exemple, des travaux visant la production de biocarburant à partir des microalgues s’effectuaient déjà dans les années 1970. Au tournant des années 2000, un second souffle important a redonné vie à ce secteur de recherche en raison, notamment, de la forte demande en carburant, de l’augmentation du prix du pétrole et des impacts grandissants de l’élévation du CO2 atmosphérique attribuée aux carburants fossiles. Aujourd’hui, en dépit du fait qu’il est possible de produire un biocarburant à base d’algues, il n’est toujours pas possible d’acheter ce type de biocarburant dans une station d’essence près de chez soi. Le prix d’un biocarburant à base d’algue n’est tout simplement pas suffisamment compétitif en comparaison au prix d’un carburant fossile. Par conséquent, et en résumant largement la situation, le contexte actuel fait en sorte qu’il y aurait peu d’acheteurs pour ce type de carburant. La production industrielle ne serait donc pas suffisamment rentable pour qu’une entreprise fasse les investissements nécessaires.

Et Innofibre dans tout cela?

Aujourd’hui, l’extraction des microalgues de leur environnement aqueux et l’obtention des molécules d’intérêt de ces dernières par des procédés efficaces, et surtout peu coûteux, demeurent des défis importants. En ce sens, Innofibre, un centre collégial de transfert de technologie (CCTT) du Cégep de Trois-Rivières, a contribué au fil des ans à surmonter les difficultés liées à l’utilisation et à la commercialisation de microalgues dans diverses applications à valeur plus élevée que celle des biocarburants. En effet, les réalisations d’Innofibre impliquant les microalgues sont nombreuses et très diversifiées; croissance et culture, épuration d’eaux usées, récolte et extraction à l’aide d’équipements papetiers, obtention de molécules d’intérêt, etc. De nombreux projets ont été le fruit de collaborations enrichissantes entre les experts d’Innofibre, dont la chercheuse Nathalie Bourdeau, des professeurs de l’UQTR, notamment le professeur Simon Barnabé (titulaire de la Chaire de recherche municipale de Victoriaville) ainsi que des partenaires industriels. Ces projets totalisent plusieurs millions de dollars en recherche et ont permis de faire grandement avancer les connaissances dans le domaine. Également, Marc-André Déry, enseignant-chercheur au département de biologie du Cégep de Trois-Rivières, a obtenu récemment une subvention de recherche du Fonds de recherche québécois – nature et technologies (FRQNT) afin d’entreprendre des travaux de recherche impliquant la microalgue Chlamydomonas reinhardtii. Ce projet de recherche se déroulant chez Innofibre a pour but d’utiliser de nouveaux outils moléculaires disponibles chez cette microalgue afin de permettre l’expression de protéines d’intérêt en grande quantité (ex. protéines thérapeutiques). De plus, le projet vise à faire croître les microalgues dans des milieux de culture constitués de rejets industriels pouvant être valorisés (ex. eaux usées provenant d’industries agroalimentaires et exemptes de contaminants lourds).

Les travaux de recherche portant sur les microalgues sont bien présents chez Innofibre. Comme quoi le paysage de recherche et d’innovation d’Innofibre n’est pas teinté que du vert des feuilles et des tiges des plantes, mais aussi certainement celles des algues!