Etude du potentiel biotechnologique des microalgues d’eaux douces marocaines pour une valorisation énergétique

Abstract

Par leur diversité physiologique et biochimique, les microalgues trouvent leur application dans de nombreux domaines industriels dont la bioénergie. Les biocarburants à base des microalgues constituent également une alternative durable aux énergies fossiles. Ceci peut se faire par l’isolement d’espèces accumulatrices de lipides/glucides et à croissance élevée et rapide. C’est dans cet objectif que s’oriente ce travail. A cet effet, plusieurs types de microalgues sont isolées dans différents biotopes du nord du Maroc en utilisant les méthodes d’isolement standards. Les résultats montrent une diversité importante des microalgues de ces biotopes avec un ensemble de 306 espèces rencontrées appartenant aux Cyanobactéries, aux Euglénophycées, aux Dinophycées, aux Chlorophycées, aux Trebouxiophycées, aux Zygophycées, aux Ulvophycées, aux Eustigmatophycées, aux Xanthophycées et aux Diatomophycées. A partir de cette liste taxonomique, 56 espèces sont isolées et conservées dont 16 espèces ont fait l’objet d’une étude de leur cinétique de croissance et de leur composition biochimique (Protéines, glucides et lipides). La comparaison des données obtenues à celles de 5 espèces originaires d’eaux thermales tunisiennes et 12 espèces originaires du lixiviat de la décharge d'Etueffont en France a mis en évidence l’effet des facteurs environnementaux sur les caractéristiques des microalgues en culture et a montré que les algues survivant dans des conditions défavorables orientent leur métabolisme vers la production des molécules de réserve, en particulier des lipides. La composition biochimique des microalgues, isolées des différents biotopes du nord du Maroc, indique une forte teneur en protéines de la majorité des espèces étudiées et permet de sélectionner certaines espèces à croissance rapide et forte comme Nannochloris sp., Chlorococcum sp. et Synechocystis sp. et d’autres à teneur élevée en lipides comme Monoraphidium sp. ou en glucides telles que Chlamydomonas debaryana. Dans un deuxième volet, les conditions favorables de la croissance de ces cinq microalgues sont déterminées et l’effet du stress salin et nutritionnel sur leur production de la biomasse, des lipides et des glucides est également étudié. Les résultats obtenus montrent que Nannochloris sp. est une espèce prometteuse pour la culture en milieu salin puisqu’elle tolère les fortes salinités. De plus, le stress azoté, phosphoré ou salin augmente la production des lipides chez certaines espèces, en particulier Monoraphidium sp. et des glucides chez d’autres. Pourtant, la productivité de la biomasse et des lipides est fortement réduite dans la majorité des cas. De ce fait, une maximisation simultanée de la production de la biomasse et des lipides de Monoraphidium sp. est réalisée en optimisant la composition du milieu de culture par le biais de la méthode statistique surface de réponse. Une productivité lipidique maximale de plus de 24 mg.L-1.j-1 est obtenue, ce qui correspond à une amélioration de 40%. Cette espèce est donc prometteuse comme matière première du biodiesel. Dans un dernier volet, un essai de culture de Monoraphidium sp. et de Synechocystis sp. dans les eaux usées et dans le lixiviat est réalisé dans le but de réduire les dépenses liées à l’apport des nutriments et d’eau dans les cultures des microalgues. Les résultats obtenus montrent un double bénéfice, d’une part une production suffisante de la biomasse et des lipides/glucides et d’autre part un taux élevé d’élimination des polluants. Les résultats obtenus sont prometteurs et montrent le potentiel de ces deux algues dans le traitement des effluents couplé à la production des biocarburants.