Cultiver des microaglues

La culture de microalgues en milieu aquacole

L’aquaculture désigne les activités de culture d’organismes aquatiques, des algues aux mollusques (huîtres, crustacés…) et aux poissons. En 2014, le nombre d’entreprises françaises dans le domaine de l’aquaculture s’élevait à 3049 et la conchyliculture représentait un total de 205 000 tonnes de coquillages et crustacés soit un volume financier de 678 millions d’euros*.
Le phytoplancton est une source d’alimentation utilisé par 90% des entreprises aquacoles mondiales*. Maitriser la culture de ces organismes microscopiques permet donc de contrôler toute la chaîne de production dès le début de l’alimentation des animaux

Cultiver ses propres microalgues s’avère alors essentiel pour l’aquaculture mais pas sans défis.

Les difficultés de la culture de microalgues en aquaculture

Aujourd’hui, la majeure partie des entreprises aquacoles utilisent des méthodes dites « traditionnelles » pour la culture de microalgues. La technique la plus connue est celle de la culture dite « séquencée ». Très abordable, elle permet de s’initier rapidement à la production de phytoplancton et à moindre coût. Cependant cette méthode s’avère chronophage, pénible, instable et les dépenses opérationnelles particulièrement coûteuse.

Une méthode chronophage et pénible

La culture de microalgues en mode séquencé consiste à repiquer très régulièrement un volume de microalgues par palier pour augmenter les volumes jusqu’à obtenir la quantité souhaitée. Cette méthode implique d’avoir toujours à disposition plusieurs contenants pour alimenter quotidiennement les animaux en fourrage.

Schéma d’une ligne de production de microalgues en mode séquencé

Pour récolter de la microalgue tous les jours, il est donc nécessaire d’effectuer au minimum un repiquage par jour. Il est à noter aussi, que chaque repiquage implique de recommencer le processus de lavage, de désinfection et de préparation de la culture pour chaque contenant.

Des cultures instables, propices aux contaminations

Lors de chaque repiquage, il est important de faire attention à la propreté de l’endroit où les manipulations sont effectuées. L’environnement aquacole est un des terrains de jeu favori des différents prédateurs de microalgues : autres microalgues, bactéries… Les plus connus sont les ciliés.
Ces organismes protozoaires unicellulaires vivent dans l’eau des lacs, des rivières et dans des environnements humides et s’alimentent principalement d’organismes microscopiques comme les bactéries et les microalgues. En règle générale, une fois les cultures contaminées, les ciliés se développent rapidement et les cultures de microalgues ne survivent que quelques heures.

Une méthode peu productive et très couteuse

Cette méthode traditionnelle donne de très faibles productivités (entre 3 et 8 millions de cellules/ml dans des grands volumes types gaines et fûts). Pour pouvoir alimenter tous les animaux, il est donc nécessaire de multiplier les équipements de culture. Les utilisateurs de cette méthode vont donc véhiculer beaucoup d’eau et de travailler dans des locaux assez grands pour accueillir suffisamment de contenants de culture. Les coûts immobiliers et les charges (climatisation) représentent donc un investissement important.

Les solutions pour cultiver des microalgues en milieu aquacole

1. Protéger la culture

L’environnement aquacole est propice aux contaminations externes par son taux d’humidité élevé. L’air ambiant est transporteur de différentes menaces de la culture (autres microalgues, ciliés, bactéries…) et les nombreux repiquages fragilisent la culture. Aussi pour protéger la culture, il est préférable de cultiver dans un environnement fermé à l’abri des contaminations externes.

2. S’équiper d’un système capable de produire des quantités concentrées de microalgues

Les méthodes traditionnelles en aquaculture produisent de la biomasse faiblement concentrée. Par exemple sur T-ISO, les techniques de culture en fûts fournissent des concentrations de l’ordre de 5 millions de cellules par millilitres.
Un système plus performant permettra d’obtenir des concentrations plus élevées et limitera le nombre d’équipement. L’écloseur gagnera en place, économisera de l’eau et par extension diminuera la pénibilité du travail.

Avec ce nouveau système, le raisonnement sur une production ne va plus se faire en litrage mais en concentration cellulaire. Par exemple, avec notre technologie SALT, nous obtenons sur T-ISO des concentrations de l’ordre de 130 millions de cellules par millilitres en batch et 80 millions en continu avec un taux de dilution de 30%. Ainsi un JUMBO de 350L fonctionnant en continu va pouvoir remplacer 28 fûts de 300L + 28 fûts de 30L + 28 ballons de 2L + 28 erlens de 250mL. Soit plus de 110 contenants qu’il faut vider, nettoyer et remplir chaque semaine.
Avantage supplémentaire d’une culture concentrée : la biomasse est plus robuste.

3. Utiliser un système de production de microalgues en continu

Un avantage pour cultiver des microalgues est d’intégrer un équipement en mesure d’effectuer des récoltes journalières en quantité et de qualité.

Nous avons déjà vu que cultiver dans un système plus productif permet de gagner en place, mais aussi en temps. Plus il y a d’équipements, plus les manipulations seront nombreuses. De plus, multiplier les manipulations augmente le risque de contaminations, les diminuer apportera une meilleure stabilité de la qualité de la nourriture délivrée aux élevages.

La production dite en continue utilise la chambre de culture comme un générateur de microalgues. Une fois le réacteur arrivé à concentration, le principe consiste à l’alimenter en milieu neuf à mesure que les microalgues se développent à l’intérieur. Comme les microalgues se divisent très vite, cela permet de récolter jusqu’à 100% de la contenance de la chambre, selon les souches, tout en maintenant une concentration suffisante. De cette manière plus besoin de repiquage, le PBR se repique tout seul !

Des outils existent pour cultiver plus efficacement et plus facilement. Chez Synoxis Algae, l’ensemble de notre démarche de conception est centré sur l’utilisateur et de ses problématiques. Nous avons donc conçu des outils de production adaptés aux besoins des aquaculteurs.

NANO, LUCY et JUMBO répondent parfaitement à ces besoins et s’avèrent être une vraie technologie de rupture : système fermé, production de microalgue élevée (80 millions de cellules/ml pour T-ISO en continu), possibilité de cultiver en semi-continu, continu ou en séquentiel. De plus nous proposons de vous former aux équipements pour que vous ayez toutes les clés de réussite.

4. Réguler les paramètres de culture

Pour garantir une production quotidienne en microalgues, il est important de pouvoir contrôler principalement : le PH, la température et la lumière. Ces éléments sont essentiels pour le bon développement de l’algue. Une lumière trop agressive, un pH trop élevé, une température inadaptée sont des freins à un projet de culture.

Différents équipements sont en mesure de réguler les paramètres de culture. Il est possible d’intégrer un système de contrôle.

5. Former les utilisateurs

Rien de mieux que la connaissance pour prévenir : traitement de l’eau, de l’air, conditions de stérilités à respecter… Les utilisateurs formés mettront en place des protocoles pour cultiver dans les meilleures conditions et assurer la réussite de la production.

Bonne culture !

 

*Sources :
https://agriculture.gouv.fr/infographie-les-filieres-peche-et-aquaculture
http://agritrop.cirad.fr/524404/