Avatars de lumière Diffusé le

La lumière pour les biocarburants

Immense est le pouvoir de la lumière qui a engendré l'oxygène et notre atmosphère, permettant ainsi le développement de la vie ! Plus terre à terre, l'avatar d'Etienne Klein nous raconte à quel point cette histoire est à l'origine de nouvelles énergies propres. Comme les biocarburants à base de micro-algues dont la photosynthèse est 10 à 100 000 fois plus rapide que celle des autres végétaux...
Un épisode de la série "Avatars de lumière".

Réalisation : Armand Bernardi

Production : LA HUIT, UNIVERSCIENCE, ARTE G.E.I.E, EPS

Année de production : 2015

Durée : 6min32

Accessibilité : sous-titres français

La lumière pour les biocarburants

Etienne KLEIN

La vie végétale.

Sans elle, nous n’existerions pas. Elle nourrit les animaux, elle nous nourrit aussi. Cette chaîne sans fin est rendue possible grâce au principal avatar de la lumière qui est la photosynthèse !

………………………………………….

Les collégiens apprennent la photosynthèse, mais réalisent-ils à quel point elle révèle l'immense pouvoir de la lumière ?

Nous sommes là devant l'invention la plus cruciale de la nature, celle qui a engendré l'oxygène de notre atmosphère et permis le développement de la vie.

………………………………………….

La photosynthèse met en jeu la lumière du soleil, le gaz carbonique, l'eau et la chlorophylle des plantes. C'est une histoire "magique" qui se déroule le jour mais aussi la nuit.

Durant le jour, une plante verte est comme un panneau solaire, à ceci près qu'elle transforme l'énergie du Soleil non pas en électricité, mais en énergie chimique. Les feuilles captent le gaz carbonique et rejettent de l'oxygène.

La nuit, la respiration des plantes s'inverse : elles absorbent de l'oxygène et rejettent du gaz carbonique…

KLEIN. Sur fond de gros tubes verts

Les algues pratiquent elles aussi la photosynthèse.

Celles qu'on appelle les micro-algues le font 100 à 10 000 fois plus vite que les autres végétaux.

C'est pourquoi, ici, des chercheurs étudient la possibilité d'en faire des bio-carburants.

Jack Legrand

On parle de photosynthèses pour les végétaux, mais parmi les végétaux, il y en a qui sont extrêmement petits : des micros organismes qui utilisent le même mécanisme de photosynthèse. Alors l’avantage de ces micro-algues, c’est qu’on les cultive dans des conditions contrôlées, qu’elles se reproduisent extrêmement vite, et donc cette reproduction extrêmement rapide peut permettre d’avoir des applications du type bio-carburant.

KLEIN. Sur fond de gros tubes verts

Le remplacement du pétrole par cette eau verte serait une sacrée révolution.

Mais est-ce plausible ?  Des bio-carburants issus des cultures de canne à sucre sont d'ores et déjà utilisés…

Ceux issus des micro-algues pourraient se révéler encore plus intéressants.

Jack Legrand

Au laboratoire, on travaille sur la manière dont les microalgues utilisent la lumière… Que se passe-t-il pour les micro-organismes photosynthétiques ? Ils ont des pigments  et ces pigments sont capables de transformer les photons en biomasse, et donc pour comprendre ce qui va se passer au niveau d’un photobioréacteur et bien on va regarder comment la lumière est transformée en biomasse.  Ici on a un exemple de système de culture  dans lequel on va utiliser une lumière blanche puisque la photosynthèse utilise uniquement la lumière blanche pour pouvoir produire cette biomasse.

Pour la culture des microalgues à la lumière, va s’ajouter les nutriments. Alors le principal nutriment qui est utilisé c’est le gaz carbonique, l’azote sous forme ammoniacale ou sous forme de nitrate, les phosphates et d’autres oligo-éléments. Tout ça est mis dans un milieu de culture qui contient beaucoup d’eau, et cette eau c’est une contrainte qu’il faudra gérer pour la production industrielle de microalgues.

Un photobioréacteur, c’est un système dans lequel on cultive des microalgues de manière contrôlée. Ce photobioréacteur a été développé pour étudier le recyclage des milieux de cultures puisque l’eau - comme tout le monde sait - est une richesse qu’il faut conserver, et le recyclage des milieux de culture pour les cultures à grande échelle de microalgues est une contrainte qu’il va falloir étudier.

La production de bio-carburant à partir de microalgues nécessite des systèmes de culture qui vont être développés sur de très grandes surfaces, quelques centaines d’hectares et peut-être même plus.

Première école, c’est l’école développée aux Etats-Unis, où on va cultiver les algues comme on cultive d’autres végétaux. Alors l’avantage de ces cultures pleins champs, c’est que ça coûte moins cher que les cultures en systèmes contrôlés. Par contre, on a beaucoup d’eau à traiter, et d’autre part eh bien on a des contaminations possibles puisque c’est ouvert à tous les vents.

Au laboratoire, nous on a plutôt choisi de travailler sur un système de culture qu’on appelle « algofilm » dans lequel on peut diviser par 100 à 200 la quantité d’eau à traiter pour produire ces microalgues. Ce système de culture, on est en train de le mettre sur une plateforme R&D qu’on va ensuite développer à une échelle plus industrielle.

KLEIN. Sur fond de gros tubes verts

L'objectif serait d'exploiter plusieurs hectares d’algues dans de gigantesques bassins. Nous aurions ainsi sous les yeux des champs d'algues produisant notre carburant. Ce serait sans doute un sacré bouleversement.

Jack Legrand

Quand on fait un calcul assez grossier, eh bien on s’aperçoit que pour couvrir les besoins actuels en énergie de la France, il faudrait couvrir à peu près 1% du territoire français. C’est parfaitement réaliste, d’autant plus réaliste que cette production de biomasse pour faire de l’énergie ne serait pas la seule. Il y d’autre types d’énergie renouvelables qui peuvent être utilisées pour concourir au mixe énergétique du futur français.

Etienne KLEIN

Le développement de ce type d'énergie ne pourra se faire que si nous changeons en profondeur notre rapport à l'énergie.

Le pétrole provenait de la décomposition d'organismes piégés dans l'obscurité...

L'abandonner pour revenir à la lumière, qui est là depuis toujours, constituerait en effet un bouleversement radical.

Réalisation : Armand Bernardi

Production : LA HUIT, UNIVERSCIENCE, ARTE G.E.I.E, EPS

Année de production : 2015

Durée : 6min32

Accessibilité : sous-titres français