Étant donné que les règlementations européennes visent à promouvoir l’utilisation de biocarburants durables, le secteur de l’énergie recherche des solutions viables. Le projet CYCLALG financé par l’UE a répondu à ce besoin en développant une bioraffinerie novatrice de microalgues qui encourage une économie circulaire et une production sans aucun résidu. Le projet a amélioré la viabilité des cultures de microalgues en tant que sources de biocarburant en réduisant les coûts de production et l’empreinte environnementale du processus.
- 10 May 2019
Dans le cadre du projet CYCLALG, nous avons utilisé différentes technologies pour atteindre une valorisation en chaîne de la biomasse, en phase avec une stratégie de bioraffinerie durable. Notre travail a validé l’applicabilité des cultures de microalgues pour la production de différentes denrées biologiques. Il s’agit d’une stratégie novatrice qui apporte une valeur ajoutée aux déchets organiques générés par l’industrie agroalimentaire. Elle transforme en effet ce qui était auparavant considéré comme un déchet en nutriments qui contribuent à la production d’une biomasse de microalgues.
Le projet poursuivait deux objectifs: créer un processus viable de conversion de la biomasse d’algues en produits biologiques commercialisables et réutiliser les déchets organiques afin de cultiver des microalgues. Pour le premier objectif, les chercheurs du projet ont créé une bioraffinerie novatrice qui utilise un processus intégré séquentiel de transformation des microalgues en énergie, en produits chimiques et en engrais.
Le projet CYCLALG a réintroduit un processus permettant de réutiliser les déchets organiques solides, riches en nutriments et générés pendant le traitement industriel des fruits et légumes. Plutôt que de simplement s’en débarrasser, CYCLALG les utilise comme sources de nutriments pour cultiver des microalgues. L’un des principaux obstacles au développement d’une industrie de production durable de microalgues se trouve ainsi supprimé. En fournissant à l’industrie alimentaire une option novatrice de gestion des déchets, CYCLALG a simultanément amélioré le potentiel de rentabilité des industries basées sur les microalgues.
L’économie circulaire
L’utilisation de microalgues comme source durable d’énergie, d’alimentation, de matières premières et de produits chimiques a nourri de grands espoirs. Lorsqu’elles sont cultivées pour présenter une forte teneur en protéines et en huile, les microalgues, ces espèces d’algues microscopiques présentes dans les systèmes marins et d’eau douce, peuvent être utilisées pour produire des biocarburants, des aliments, des matières premières et des compléments alimentaires.
Mais ses coûts élevés de production sont restés un obstacle au développement industriel à grande échelle. Des chercheurs de la zone transfrontalière entre l’Espagne, la France et l’Andorre ont surmonté ce défi en développant de nouvelles technologies et méthodes de production.
Ces éléments mis en relation, le système CYCLALG est l’essence de l’économie circulaire. La bioraffinerie produit des engrais et produits chimiques que l’industrie agricole utilise pour cultiver et produire des aliments. Les déchets des produits générés sont alors réutilisés comme nutriments pour cultiver les microalgues, qui sont à leur tour transformées en engrais et produits chimiques utilisés dans l’agriculture.
Le projet CYCLALG en action
Les chercheurs ont par exemple validé le processus de production de la Chlorella, une microalgue riche en huile, à l’aide d’un réacteur de 1 000 litres. Grâce à un processus d’extraction appelé hydrolyse alcaline, l’huile a été extraite de la biomasse humide et convertie en biocarburant de qualité supérieure.
Ce processus a toutefois généré deux types de déchets solides: une biomasse dégraissée et des solides résiduels. Au lieu de se débarrasser des déchets, les chercheurs les ont intégrés au cycle de l’économie circulaire. La biomasse dégraissée a été soumise à l’hydrolyse enzymatique afin d’obtenir une solution riche en acides aminés. Les solides résiduels ont été utilisés comme matière première pour générer du biogaz via une digestion anaérobie, le codigestat étant utilisé comme engrais agricole. Même les coproduits liquides générés par le processus de récupération de l’huile ont été réutilisés, soit comme source de carbone pour la culture des microalgues, soit comme composant utilisé dans les formules cosmétiques.
D’après les chercheurs du projet, ce processus de production de Chlorella est un exemple parfait d’économie circulaire appliquée dans lequel la biomasse d’algues est presque intégralement valorisée. Pour chaque tonne de biomasse sont produits 500 kg d’ester méthylique d’acide gras (des molécules utilisées pour produire des détergents et du biocarburant), 2 140 litres d’hydrolysat d’acide aminé, 106 kg de glycérol, 2 kg de molécules à valeur ajoutée, 53 Nm3 de biogaz et 210 kg d’engrais. À cela s’ajoutent les 2,8 tonnes de sucres extraites des déchets agroalimentaires recyclés, par tonne de microalgues produite.
Par le biais d’ateliers et de publications, les chercheurs ont fait la promotion de leur solution auprès des industries, dans le but d’établir un pôle industriel bio dans la région entre l’Espagne, la France et l’Andorre.
Investissement total et financement européen
L’investissement total du projet «CYCLALG - Réseau de centres technologiques dans le but de développer une bioraffinerie à partir d’algues» s’élève à 1 415 652 EUR, auquel le Fonds européen de développement régional de l’UE contribue à hauteur de 920 173 EUR au titre du programme opérationnel «Interreg V-A - Espagne-France-Andorre (POCTEFA)» pour la période de programmation 2014-2020. L’investissement relève de la priorité «Union énergétique et climat».