La Chlorella sorokiniana est une micro-algue autochtone pouvant produire de l'hydrogène. L'experience menée au CDER s'est avérée fructueuse. le Dr Samira Chader nous dit davantage sur les atouts des micro-algues. Liberté : Les organismes unicellulaires végétaux, en plus clair les micro-algues, sont en passe de devenir la filière verte favorite des chercheurs, notamment algériens, pour leurs atouts inouïs, notamment leur possibilité de production de biocarburants… Dr Samira Chader : Ce qui est très intéressant en effet, c'est que cette production ne nécessite pas de produits phytosanitaires ni de suivi du cycle de phosphore et de l'azote comme c'est le cas pour les plantes terrestres — les micro-algues réutilisent naturellement ces deux éléments. Les micro-algues sont aussi utilisées dans l'une des phases de l'épuration biologique des eaux usées puisqu'elles absorbent tous les éléments organiques du milieu. Où les trouve-t-on ? On les trouve dans toutes les niches écologiques, dans les lacs, dans les sebkhas, dans les gueltates au fin fond du Sud et même dans certains sols et dans les glaciers. La différence réside dans la composition physico-chimique de ces eaux tels que concentration en sel, le degré de PH (les eaux plus alcalines, salées, etc.). Les espèces qui prolifèrent répondent à des exigences bien déterminées. Toutes les micro-algues sont valorisables. Toutefois, il faut savoir qu'il existe des espèces toxiques comme les Dinoflagellés qu'on retrouve dans les eaux de mer par exemple. Ce sont des organismes qu'on ne peut voir qu'au microscope. Par contre, nous pouvons les voir à l'œil nu quand ils forment des communautés importantes. Plusieurs méthodes microscopiques (lumière, fluorescence, microscopie électronique) nous renseignent sur leur forme et aspect. Il existe des méthodes moléculaires qui permettent d'obtenir des résultats intéressants sur les relations entre les organismes et leur distribution écologique et géographique. Nous pouvons donc cultiver, voire produire des micro-algues partout ? Tout à fait. D'autant que les micro-algues sont plus intéressantes sur le plan nutritif comme la spiruline, très riche en protéines, isolée dans les gueltates de Tamanrasset et cultivée aujourd'hui de façon artisanale par le Dr Hiri Abdelkader (géophysicien de Tamanrasset) — et dont l'apport nutritif est scientifiquement prouvé et permettrait même de lutter contre la famine — selon un rapport publié par l'ONU. Mais aussi dans l'agroalimentaire pour la production de pigments alimentaires naturels comme la lutéine, un pigment caroténoïde, fréquemment utilisé pour soigner l'artériosclérose et les maladies oculaires du vieillissement (cataracte et dégénérescence maculaire). La lutéine se rencontre en forte proportion chez certaines micro-algues marines. Quels sont les avantages liés à la culture des micro-algues ? Le premier est inhérent au rendement de productivité qui est beaucoup plus important par rapport aux plantes terrestres. L'unité se reproduit très rapidement, selon les espèces. La population double en moyenne après 7 à 10 heures. Il y a l'aspect lié à l'investissement et à l'espace de production, puisque de simples tubes ou bassins exposés à la lumière suffisent pour leur culture. Néanmoins, quand il s'agit de contrôler la production, si vous voulez avoir une seule espèce comme la spiruline, il faut veiller à ce qu'il n'y ait pas de contaminants, à ce qu'il y ait assez de lumière et d'air pour toutes les cellules et de façon uniforme. Pour des productions intensives, une technologie appropriée s'impose. Depuis quand s'intéresse-t-on aux micro-algues en Algérie ? Sur le plan de la recherche au Centre de développement des énergies renouvelables (Cder), on s'intéresse à ces organismes depuis 2001, date de mon recrutement dans le cadre de la valorisation des micro-algues. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés aux micro-algues autochtones isolées des différentes régions d'Adrar (des foggaras notamment), d'El-Ménéa, des gueltates de Tamanrasset. Vous allez me dire pourquoi faut-il aller les chercher aussi loin ? Ce sont des algues endémiques qui poussent selon les conditions du milieu, il suffit que de l'eau stagne pendant une période assez longue avec l'action de la lumière pour que ces algues prolifèrent de façon abondante. Pendant les saisons sèches, elles se conservent naturellement dans les grains de sable ou entre les couches du sol. S'agit-il de micro-algues millénaires, à l'instar de celles que les chercheurs ont découvertes dans les glaciers ? J'ai eu le plaisir de travailler avec Dr Annick Wilmotte (chercheur à l'université de Liège, Belgique), l'une des participants scientifiques de l'expédition de l'Antarctique qui travaille sur les cyanobactéries, dont la spiruline. Selon des travaux publiés, il apparaît que la spiruline est le premier microorganisme vivant qui a proliféré sur la Terre. Cette espèce a été découverte sur les fossiles et dans des grottes, et a été datée de 3,5 milliards d'années. C'est cette cyanobactérie — apparue deux milliards et demie d'années avant les animaux et un milliard d'années avant les végétaux — qui a enrichi l'atmosphère en oxygène. Comment cultive-t-on ces organismes unicellulaires végétaux ? On ne peut pas cultiver les micro-algues en mer ouverte. C'est techniquement impossible, faute de pouvoir contrôler les cultures et de limiter leur environnement. La seule et meilleure façon, ce sont les bassins de culture ou dans ce qu'on appelle des photos bioréacteurs de grande contenance (des milliers de litres). Au niveau du Cder, nous essayons de mettre au point des photos bioréacteurs expérimentaux destinés à la recherche appliquée. À quoi sont destinées ces “cultures” ? Il y a une multitude de domaines dans lesquels nous pouvons utiliser les micro-algues, notamment alimentaires, car très riches en protéines, en vitamines et en acides gras oméga 3. Ces micro-organismes recèlent aussi des molécules antioxydantes et des molécules énergisantes. Les micro-algues pourraient s'avérer très précieuses pour améliorer le statut nutritionnel et la santé des populations. Elles sont aussi utilisées pour la fertilisation des sols car très riches en azote — apport en azote naturel. Néanmoins, mon domaine de recherche se rapporte à la production d'hydrogène gazeux à partir des micro-algues. L'hydrogène est le vecteur énergétique de demain par ses qualités énergétiques et environnementales supérieures. C'est l'axe le plus attractif, le plus intéressant et celui qui est le plus étudié à travers le monde depuis près d'une quinzaine d'années. L'hydrogène produit va, entre autres, servir à la génération d'un courant électrique à travers une pile à combustible. C'est une première en Algérie, l'expérience que nous menons et que l'on a pu développer nous a permis d'obtenir un courant électrique à partir d'un photo bioréacteur micro-algal connecté directement à une pile à combustible. C'est une expérience à laquelle a assisté le ministre de l'Enseignement supérieur et de la Recherche scientifique lors de sa visite au Cder le 18 février dernier. Ces piles peuvent faire rouler des voitures et des bus, elles peuvent aussi assurer l'électrification d'une maison… Avec la production de l'hydrogène à partir des énergies renouvelables, voire la biomasse et les micro-algues en particulier, on peut arriver à une solution miraculeuse dans la mesure où ces dernières sont renouvelables et que la production de l'hydrogène est un mécanisme plus ou moins spontané qui se passe dans les micro-algues mises dans des conditions particulières, c'est-à-dire qu'il y ait de l'eau et du soleil, ce n'est pas cher payé ! Aujourd'hui, les scientifiques de par le monde – Allemagne, l'université de Berkeley en Californie, Belgique, France (Centre de l'énergie atomique) – recherchent via des modifications génétiques sur la Chlamydomonas reinhardtii, une espèce de référence pour obtenir le plus haut rendement dans la production de l'hydrogène. Au Cder, nous travaillons, dans le cadre de la valorisation des espèces autochtones et endémiques, sur une micro-algue algérienne jamais isolée auparavant, la Chlorella Sorokiniana (de la région de Tililaine à Adrar) qui a produit, pendant cinq jours, jusqu'à 210 millilitres d'hydrogène pur. Les résultats que nous avons obtenus montrent qu'elle produit quasiment la même quantité d'hydrogène que la souche de référence sans qu'on l'ait génétiquement modifiée. Qu'en est-il précisément des biocarburants de 3e génération produits à partir des micro-algues ? Il faut savoir que toutes les micro-algues ne peuvent pas produire de l'hydrogène. Certaines peuvent en produire mais à de faibles rendements. Au niveau du Cder, comme nous ne faisons pas de la biologie moléculaire pour modifier génétiquement ces souches et les rendre plus productibles pour l'hydrogène, nous essayons de valoriser ces espèces en les poussant, via la modification de la composition des milieux de cultures, à produire des acides gras ou des huiles, et c'est ce qui va donner les biocarburants. Certaines micro-algues peuvent contenir plus de 50% de leur poids sec en acides gras. Des capacités exceptionnelles qui présagent des rendements trente fois supérieurs à ceux d'oléagineux terrestres, tels que le colza, et ne nécessitant pas de grands espaces de culture ni l'utilisation de produits phytosanitaires. C'est une expérience que nous avons réalisée et nous avons eu des résultats prometteurs. N. R.
