Les algues à la conquête de l’asphalte

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Il y a quelques semaines, à l’occasion d’une discussion sur les technologies vertes, un ami m’a affirmé qu’il était impossible de remplacer toutes les applications de la pétrochimie par des biotechnologies. Je ne partage pas ce point de vue. Je pense que, petit à petit, les biotechnologies seront capables de remplacer la pétrochimie, même dans des domaines aujourd’hui monopolisés par les dérivés du pétrole. Le projet "algoroute" en est un exemple retentissant : auriez-vous imaginé pouvoir produire le goudron des routes à partir d’algues plutôt que de ressources fossiles ?

Pas n'importe quelles algues : des Microalgues

Les microalgues sont des microorganismes qui se nourrissent par la photosynthèse : leur croissance ne nécessite que la présence d’eau, lumière et CO2, ainsi que quelques nutriments. Initialement cultivées pour l’alimentation aquacole, ces microorganismes ont peu à peu conquis le marché des cosmétiques et de la nutrition humaine (spiruline, chlorelle…). Depuis une 10aine d’années, les microalgues attirent particulièrement l’attention des chercheurs, avec des utilisations toujours plus variées. On peut noter, par exemple, les biofuels de 3ème génération (les différentes générations de biofuel feront l’objet d’un article ultérieur).

Plusieurs facteurs justifient un tel engouement pour cet organisme microscopique. Comme les végétaux, les microalgues accumulent le CO2 pour la production de leur biomasse et ne contribuent donc pas aux émissions de gaz à effet de serre. Malgré leurs faibles besoins, elles ont une croissance très rapide et des rendements photosynthétiques supérieurs aux plantes terrestres. De plus, elles peuvent produire jusqu’à 80 % de leur masse en lipides (acides gras insaturés de type oméga3). Enfin, les microalgues peuvent être cultivées sur des terres non-arables et les technologies qui en découlent n’entrent pas en compétition avec l’alimentation humaine.


"Algoroute" veut valoriser les résidus de l’industrie des microalgues

Les recherches sur l’exploitation des microalgues sont florissantes dans de nombreux domaines d’application (énergie, nutrition, nutraceutique - alimentation utile pour la santé -, santé, cosmétique...). Plusieurs procédés atteignent l’échelle industrielle et génèrent un volume important de résidus. Le projet "algoroute" s’est lancé le défi d’augmenter la compétitivité économique de l’industrie des microalgues en valorisant ces résidus. Cela rejoint un concept appelé "bioraffinerie" : la valorisation de toutes les fractions d’extraction de la biomasse algale.

Dans une raffinerie pétrolière classique, les résidus sont valorisés en bitumes. Puisque le pétrole est lui-même issu de la très lente transformation de biomasse, pourquoi ne pas produire des revêtements routiers alternatifs à partir des coproduits de l’industrie des microalgues ? C’est ce que cherchent à faire, depuis 2012, des chercheurs des universités de Nantes et de Saint-Nazaire, en partenariat avec les entreprises Algosource Technologies et Alpha Biotech.


La faisabilité démontrée en laboratoire

A l’issue d’un traitement par liquéfaction hydrothermale (traitement à l’eau chaude sous pression), les résidus de microalgues se trouvent sous la forme d'une substance visqueuse, noire, aux propriétés comparable à celles du bitume :

  • viscoélastique (état rhéologique intermédiaire entre le liquide visqueux et le solide élastique)
  • thermofusible (qui fond ou devient fluide sous l’effet de la chaleur)
  • hydrophobe (insoluble dans l’eau)
  • collant

Cette substance est composée d’un polymère, appelé Algaenan, en suspension dans un mélange d’acides gras. La proportion d’algaenan, qui joue un rôle d’agent de texture dans le mélange, permet d’ajuster les propriétés rhéologiques de la substance (propriétés d'écoulement et de déformation de la matière). Un mélange aux propriétés rhéologiques identiques à celles du bitume pétrolier a ainsi été produit, apportant une « preuve de concept » (démonstration en laboratoire de la faisabilité technique du procédé). Un brevet a été déposé.

De nombreux tests complémentaires sont encore nécessaires avant de voir émerger la technologie. Il reste à étudier les performances du bio-bitume obtenu, notamment sa tenue dans le temps, à améliorer ses propriétés, ou à diminuer le coût énergétique et économique de production. La faisabilité a été démontrée sur un seul type de résidu, issu d’une extraction de protéines, mais d’autres résidus seront aussi étudiés (autres souches de microalgues, autres sources de résidus). La poursuite des recherches concerne aussi un changement d’échelle avec un passage à l’échelle industrielle. Si les travaux s’avèrent fructueux, peut-être verrons-nous une première utilisation de cette technologie d’ici 5 à 10 ans.


La pétrochimie, réellement irremplaçable ?

Il est vrai que la disparition de la pétrochimie est difficilement imaginable à l’heure actuelle. Mais, de nombreux efforts de recherche sont faits pour trouver des alternatives. Je n’ai présenté ici qu’un exemple parmi d’autres. Certes, beaucoup reste encore à faire. Pourtant, même si la pétrochimie est une solution de facilité, je refuse d’être fataliste. Une alternative propre est possible et cette technologie est en route. Qui sait quels progrès nous verrons bientôt arriver ?

Références

Merci à mon cousin Florian, qui m'a fait connaitre le projet "algoroute" en me signalant l'article paru dans LeMonde.fr : Du bitume à base de microalgues pour « verdir » les routes.

Projet "algoroute" : Site du projet (actuellement indisponible)
Compte rendu du projet : Alternative Binder from Micro-Algae: Algoroute Project
Présentation du projet au forum Atlanpole Blue Cluster / Pôle Mer : Liants hydrocarbonés issus de la biomasse: Le projet ALGOROUTE

Vidéos de reportage et interviews :
WebTV de l'université de Nantes : Algoroute : Du bitume avec des algues
IFSTTAR : Imaginez l’après-pétrole avec les bio-bitumes du projet Algoroute
FranceLive : Et si nous roulions sur des microalgues ?

Wikipedia : Microalgue, bioraffinerie, rhéologie, viscoélasticité et hydrophobie.

Photo : British Country Road par llee_wu distribuée sous licence CC BY-ND 2.0

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