Le plein... de microalgues, svp!

  • Forum
  • Le 4 février 2013

  • Dominique Nancy

Dans le laboratoire du professeur Patrick Hallenbeck, il y a des éprouvettes, des microscopes et d'autres instruments de microbiologie traditionnelle en plus d'une collection de près de 150 souches de microalgues. On y trouve aussi, ici et là, des boulons, des écrous et des pièces qui ressemblent à de la ferraille. «Je fais de la science de garage», plaisante le chercheur, qui achète à prix modique du vieux matériel scientifique qu'il rafistole ensuite. Une façon de maximiser les fonds de recherche qu'il reçoit. La voiture de l'avenir pourrait rouler à l'éthanol produit par des microalgues du fleuve Saint-Laurent. Hérésie scientifique? Pas dans l'esprit de Patrick Hallenbeck, professeur au Département de microbiologie et immunologie de l'Université de Montréal.

 

«On a trouvé une vingtaine d'espèces indigènes qui ont la capacité de produire des quantités d'huile supérieures à celles générées par les agrocarburants traditionnels tels le soya et le maïs. Elles peuvent fabriquer l'équivalent de 50 % de leur masse en acides gras», affirme le chercheur de renommée internationale qui a été honoré en décembre dernier par l'International Forum on Industrial Bioprocesses pour ses travaux dans le domaine de la production de biocombustibles.

Au dire de M. Hallenbeck, les microalgues des lacs du Québec et du Saint-Laurent possèdent des particularités assez intéressantes. Elles ne sont pas frileuses et peuvent croitre rapidement à des températures plus basses que leurs congénères. «La plupart des microalgues poussent à des températures d'environ 25°C. Nous en examinons actuellement qui se développent à 10°C. C'est autant d'économies d'énergie pour chauffer les bassins ou les tubes servant de milieu à ces organismes unicellulaires», fait-il valoir.

Autre facteur non négligeable: la capacité de nos algues à capter le CO2 atmosphérique qui permet de produire le biocarburant, un aspect que l'équipe du professeur Hallenbeck a mesuré avec intérêt. «Plusieurs des algues de notre collection ne requièrent que 30 % de CO2, une concentration de gaz qui provient des cheminées industrielles», signale M. Hallenbeck. Elles peuvent aussi pousser avec du glycérol, un déchet issu des algocarburants (nom donné aux carburants produits à partir de microalgues). Une découverte inédite qui confère aux algues du Québec un double avantage, selon le microbiologiste. «Non seulement elles permettent de fabriquer des huiles susceptibles de remplacer le pétrole, mentionne-t-il, mais elles sont également dépolluantes.»

C'est que les microalgues ont la capacité, de par leur structure, de transformer les polluants contenus dans l'air afin de les rendre inoffensifs pour l'environnement, explique le chercheur. Mais encore fallait-il trouver des souches capables de modifier le glycérol en acides gras. C'est maintenant chose faite grâce à la détermination du professeur Hallenbeck, qui a obtenu en 2010 une subvention de 175 000 $ sur trois ans du Fonds de recherche du Québec–Nature et technologies afin d'étudier le potentiel des algues microscopiques du Québec à produire de l'huile.

En collaboration avec des collègues de l'Université de Sherbrooke, il a maintenant le projet de faire pousser une quantité importante des algues de sa collection dans les eaux usées provenant des industries de pâtes et papiers. Une bonne façon de réutiliser les émissions de CO2 et de réduire les gaz à effet de serre!

Le carburant de l'avenir?

Aujourd'hui, les transports dépendent à 97 % du pétrole. «Réduire les émissions de CO2 et notre dépendance aux énergies fossiles passe par une diversification des ressources utilisées, selon Patrick Hallenbeck. D'où l'importance de la recherche dans ce domaine.»

Celui qui a failli se faire lancer des tomates il y a une quinzaine d'années quand il a entamé sa réflexion sur l'utilisation de bactéries pour produire de l'hydrogène – un autre axe de recherche de son laboratoire – évoque plusieurs avantages d'avoir recours à ces organismes photosynthétiques unicellulaires comme substitut du pétrole. «En plus de leur rendement supérieur, les microalgues ne nécessitent aucun pesticide, dit-il. Puisqu'elles sont microscopiques, leur surface de culture est considérablement réduite. Celle-ci n'entre donc pas en concurrence avec les terres agricoles et la production de denrées alimentaires.»

Les microalgues sont-elles le carburant de l'avenir? «Il reste encore bien du chemin à parcourir avant que les microalgues comme sources de biocarburants puissent être cultivées à grande échelle, admet le chercheur. Leur production massive fait face à des défis scientifiques et techniques qui sont loin d'être résolus.» Il faut notamment élaborer des procédés de culture optimisés, assurant une productivité élevée, sur de longues périodes et pour de gros volumes, note-t-il. Les efforts doivent aussi porter sur les procédés de séparation eau et biomasse et d'extraction de l'huile, qui consomment beaucoup d'énergie.

Mais pour Patrick Hallenbeck, il ne fait aucun doute que l'utilisation des microalgues débouchera éventuellement sur des applications concrètes. «Cela ne m'apparait pas comme de la science-fiction de dire qu'on pourra un jour produire en grande quantité de l'éthanol avec des microalgues.»

Dominique Nancy


 

Biodiésel ou éthanol?

À l'heure actuelle, il existe deux types de biocarburants de première génération: l'éthanol pour les véhicules à essence et le biodiésel pour ceux qui roulent au diésel. «Les sources végétales et les procédés de fabrication diffèrent selon ces biocarburants, signale le professeur Patrick Hallenbeck. Le biodiésel est fabriqué à partir de plantes contenant de l'huile, par exemple le colza, le soya et le tournesol. L'éthanol est un alcool produit par la fermentation du sucre issu de plantes ou de l'amidon extrait de céréales.»

Au Québec, le gouvernement ne permet plus le développement de l'industrie de l'éthanol à partir de la culture intensive du maïs à cause des répercussions environnementales et de la controverse au sujet du détournement de cet aliment au profit du transport.

Voilà pourquoi les chercheurs étudient le potentiel des microalgues et des résidus agricoles et forestiers en remplacement du carburant. Ce sont les biocarburants de demain, selon M. Hallenbeck. «L'éthanol de deuxième génération est produit par des procédés biochimiques, alors que le biodiésel de deuxième génération a recours à des procédés thermochimiques.»

D.N.