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Posté par Michel le Mercredi 06/02/2013 à 00:00
Le plein... de microalgues, svp !

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 (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines...), qui achète à prix modique du vieux matériel scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et...) qu'il rafistole ensuite. Une façon de maximiser les fonds de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) 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 (La microbiologie est la science qui étudie les micro-organismes (ou microorganismes).) et immunologie (L'immunologie est la branche de la biologie qui s'occupe de l'étude du système immunitaire. Apparu très tôt dans l'échelle de l'évolution, ce système a évolué pour discriminer le soi du non-soi. Les...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance et des affaires internationales....).

"On a trouvé une vingtaine d'espèces indigènes qui ont la capacité de produire des quantités d'huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se mélangent pas à l'eau, mais, est cependant...) supérieures à celles générées par les agrocarburants traditionnels tels le soya et le maïs (Le maïs (aussi appelé blé d’Inde au Canada) est une plante tropicale herbacée annuelle de la famille des Poacées, largement cultivée comme céréale...). Elles peuvent fabriquer l'équivalent de 50 % de leur masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la...) 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 (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) 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 (Les biocarburants (ou agrocarburants) au sens strict sont des carburants liquides produits à partir de plantes cultivées. Suivant les filières, on cherche à...), 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 (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre...) qui provient des cheminées industrielles", signale M. Hallenbeck. Elles peuvent aussi pousser avec du glycérol, un déchet (Un déchet (détritus, résidu..) est un objet en fin de vie ou une substance issue d'un processus, jugés devenus inutiles ou dangereux ou encombrants, et dont on veut se débarrasser.) 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 (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de cette énergie fossile est l’un des piliers de...), 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 (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude,...) afin de les rendre inoffensifs pour l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels,...), 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 (Une subvention est une aide financière, c’est-à-dire une somme d’argent, qui est allouée par une institution publique ou privée à une personne ou une organisation privée ou publique dans le cadre d'un projet. Les...) 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 (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le...) de faire pousser une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un...) 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 (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique,...) pour produire de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) - 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 (Un produit phytosanitaire est une substance émise dans une culture pour lutter contre des organismes nuisibles. C'est un terme générique qui rassemble les...), dit-il. Puisqu'elles sont microscopiques, leur surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) de culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) 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 (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande hauteur. Le terme...), admet le chercheur. Leur production massive (Le mot massif peut être employé comme :) 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 (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Dans le domaine de l'énergie,...) 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 (La science-fiction, prononcée /sjɑ̃s.fik.sjɔ̃/ (abrégé en SF), est un genre narratif (principalement littéraire et cinématographique)...) de dire qu'on pourra un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à...) produire en grande quantité de l'éthanol avec des microalgues."

Biodiésel ou éthanol ?

À l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences...) 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 (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au lion). Il est majoritairement formé d'un...) 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 (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec beaucoup de précision et de détail,...) intensive du maïs à cause des répercussions environnementales et de la controverse au sujet du détournement de cet aliment au profit du transport (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre.).

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."

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Source: Université de Montréal - Dominique Nancy