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Energies renouvelables

Sophy Caulier - 20/03/2012

GreenStars développera à terme des biocarburants à base de micro-algues

Olivier Bernard, Chercheur Inria © Inria / Photo J. Wallace

Le projet GreenStars vient d'être retenu au titre des Investissements d'Avenir en tant qu'Institut d'Excellence sur les Energies Décarbonées (IEED). De quoi s'agit-il et quels sont ses objectifs ? Olivier Bernard, chercheur de l'équipe-projet Biocore, au centre Inria Sophia Antipolis - Méditerranée, répond à toutes ces questions.

Qu'est-ce qu'un IEED et qu'est-ce que le projet GreenStars ?

Olivier Bernard  : Les « Instituts d'Excellence sur les Energies Décarbonées » ont été lancés dans le cadre du programme Investissements d'Avenir. A ce jour, neuf instituts ont été labellisés dans le cadre des deux appels à projet. GreenStars est un IEED qui va regrouper de nombreux acteurs de la filière de valorisation des micro-algues (voir encadré). Sur le plan administratif, ce sera une société par actions simplifiée (SAS), c'est-à-dire que les partenaires seront tous actionnaires de la société. Sur le plan pratique, GreenStars est un réseau national de plates-formes collaboratives, qui consolide l'expertise et les technologies des meilleurs acteurs publics et privés de la filière.

Quel est l'objectif de GreenStars ?

O. B.  : C'est de contribuer à l'industrialisation de procédés qui utilisent des micro-algues, des algues microscopiques, pour produire, d'une part, de l'énergie pour le futur, du biocarburant, et d'autre part, des molécules intéressantes pour plusieurs secteurs : des protéines pour nourrir les poissons, des oméga 3, des oméga 6… Pour que ces procédés puissent être industrialisés, nous allons avoir besoin d'un certain nombre d'innovations et de ruptures technologiques. Nous voulons que GreenStars devienne le maillon pour accélérer le passage des innovations de la recherche à l'industrie ! Il ne s'agit pas seulement de rassembler des acteurs autour d'une thématique, mais d'aller vite, de faire la preuve du concept, de produire des pilotes, des démonstrateurs, bref, de générer ensemble les bases de l'industrie des micro-algues de demain.

A quelle échéance cette filière industrielle verra-t-elle le jour ?

O. B.  : La filière biocarburants devrait être opérationnelle d'ici à une dizaine d'années. Mais plusieurs marchés sont accessibles à plus court terme. Par exemple, les nutriments pour poissons ou pour animaux devraient exister d'ici à 3 ans. De même, certaines molécules devraient être disponibles dans les prochaines années pour les industries chimique et cosmétique.

Quels sont les défis scientifiques d'un tel projet ?

O. B.  : Ils sont nombreux mais le premier défi – et le principal – est d'enrichir notre connaissance des micro-algues afin de mieux les domestiquer. Cette ressource a été très peu utilisée jusque là alors que son potentiel est énorme puisqu'elle transforme le CO2 en carbone organique. Mais c'est une ressource très complexe. Il existe plusieurs centaines de milliers voire des millions d'espèces de micro-algues et nous en connaissons 20 ou 30 000 seulement ! Il nous faut identifier le potentiel des espèces connues et stockées dans des collections de cultures – des algothèques ! –, mais aussi récolter de nouvelles espèces issues du milieu naturel. Puis il faudra les faire pousser et améliorer leur productivité en les stressant. Car c'est bien en déclenchant un stress métabolique que l'on peut améliorer la production d'un composant par une micro-algue ! Mais ce stress doit être parfaitement dosé. Pour produire des huiles, par exemple, il faut carencer un élément nutritif de la micro-algue pour qu'elle accumule les lipides, mais sans interrompre sa croissance. Enfin, il faut extraire les composés à haute valeur ajoutée. Et, autre défi important, il faut faire tout ça à un coût financier et environnemental acceptable, autrement dit, ne pas consommer plus d'énergie que l'on en produira.

Green Stars explorera-t-il d'autres pistes que la production de biocarburants ?

O. B.  : Oui, les micro-algues permettent d'envisager de nouveaux systèmes de dépollution. Grâce à leurs capacités épuratoires des effluents liquides ou gazeux, elles pourront être associées à d'autres procédés biologiques et utilisées pour ce que l'on appelle l'épuration biologique, qui contribue à diminuer les rejets polluants.

Le projet compte plusieurs équipes des sciences du numérique. Quel est leur rôle ?

O. B.  : Les défis sont différents et imbriqués les uns dans les autres. Difficile de connaître précisément les performances d'une micro-algue lorsqu’elle vit au laboratoire et d'imaginer les conditions optimales pour qu'elle atteigne son potentiel réel de production. Il faudrait des années et des années de recherche. Les sciences du numérique permettront d’identifier et de simuler très en amont ce potentiel et l'environnement optimal d'une micro-algue. Les travaux que nous avons réalisés nous permettent de reproduire ces conditions optimales dans des systèmes de culture, par des techniques issues de la science du contrôle. De plus, il s'agit d'organismes contenus dans un milieu liquide, agité et dense dans lequel la lumière pénètre peu… Grâce à des modèles mathématiques d'hydrodynamique, de distribution de la lumière, de développement des micro-organismes, etc, nous pourrons simuler la productivité des micro-algues en interaction avec leur environnement. Les sciences du numérique apporteront également une aide précieuse en combinant l‘information issue des quelques capteurs disponibles en ligne aux modèles numériques. Ainsi, nous pourrons surveiller, en temps réel, l’état physiologique des microalgues, et leurs performances. Trois équipes-projets Inria participeront à cette aventure (BIOCORE, BANG, MODEMIC).

GreenStars ne part pas de zéro ?

O. B.  : Non, loin de là ! Les 45 partenaires* apportent chacun leurs savoir-faire et leurs connaissances. Green Stars rassemble un cocktail de matières scientifiques. Il y aura des experts en biologie, en génie des procédés, en biocarburants… Inria a un rôle fort dans ce cocktail, car nous travaillons depuis près de vingt ans sur les modèles numériques de micro-algues. Nous pouvons quantifier l'apport de chacune des sciences et simuler l'impact de chaque rupture technologique sur la productivité globale. Notre capacité à proposer un modèle numérique global donnera de la cohérence aux nombreux thèmes de recherche abordés dans ce projet.

De nombreux acteurs pour bâtir une filière industrielle complète

Green Stars s'est doté des moyens nécessaires pour atteindre son objectif : bâtir l'industrie des biocarburants de demain. Le projet va rassembler 45 acteurs (venus du public, des organismes de recherche et des collectivités territoriales, et d'autres venus du privé : pôles de compétitivité, grands industriels et PME innovantes. Ils seront actionnaires d'une société, qui va être créée rapidement.

Green Stars bénéficiera d'un budget de 160 millions d'euros sur 10 ans. Son effectif à terme sera de 200 personnes dont 80 chercheurs. Les principales installations seront implantées sur trois sites : Montpellier-Etang de Thau (siège principal à l'Ecosite de Mèze), Narbonne et Nice (Plaine du Var). Les laboratoires de recherches participants mettront leurs infrastructures à disposition.

(*)  Partenaires :

Organismes publics : 

  • Des organismes de recherche et des universités : INRA, Inria, CNRS, IRD, Ifremer, CEA, IFP-EN, Université Montpellier 2 et Université Pierre et Marie Curie.
  • Des collectivités territoriales : la Communauté de Communes du Nord Bassin de Thau, la Communauté d’Agglomération du Grand Narbonne, la Métropole Nice Côte d’Azur, le Conseil Général des Alpes Maritimes, la Région Languedoc Roussillon et la Région PACA.

Organismes privés :

  • Des pôles de compétitivité : Trimatec, Mer PACA et Industries & Agro-Ressources qui ont labellisé le projet.
  • Des industriels : Air Liquide, ACRI, Alfa Laval, Algaestream, Algenics, Algu’Innov, Bioalgostral, EADS, Eco-Solution, Envolure, Fermentalg, Greensea, IDEE Aquaculture, La Compagnie du Vent-GDF Suez, Microphyt, Naskeo Environnement, Ondalys, Peugeot Citroën Automobiles, Rhodia, Roquette, Sofiprotéol, Soliance, Solvay, Suez Environnement, TIA, TOTAL, Véolia Environnement.

Mots-clés : Green Stars Energies décarbonées Biocarburants Micro algues INRIA Sophia Antipolis - Méditerranée

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