Quand une mauvaise herbe n'est-elle pas une mauvaise herbe? La réponse simple est :quand il s'agit d'algues. Aujourd'hui, les algues - qui peuvent prendre la forme d'une mauvaise herbe d'origine hydrique ou d'écume d'étang ordinaire - sont extrêmement prometteuses pour nous fournir tout, de l'alimentation animale au carburéacteur.
Algiculture est la culture commerciale des algues. Les algues (le singulier est « algue », latin pour « algue », mais vous en trouverez rarement une seule) sont de simples plantes vertes qui poussent dans l'eau. Leur couleur verte signifie qu'ils produisent leur propre nourriture grâce à la photosynthèse, tout comme l'herbe, les arbres et le maïs. Les algues se présentent sous deux formes principales. Macroalgues sont des algues. Le varech pousse à plus de 180 pieds (55 mètres) de long dans l'océan [source :Edwards]. Nori est la variété que vous trouverez enroulée autour de vos sushis. Microalgues sont de minuscules plantes unicellulaires qui flottent dans l'eau, chacune visible uniquement au microscope.
L'algiculture n'est pas nouvelle. Les algues ont été cultivées pour la première fois au Japon il y a au moins 1 500 ans et la production d'algues y est toujours très importante [source :Guiry]. La dulse est consommée depuis longtemps dans les îles britanniques et la microalgue spiruline a été récoltée par les Aztèques du Mexique du XVIe siècle. En plus de fournir de la nourriture humaine, les algues ont été utilisées comme engrais. Ils fournissent l'épaississant alimentaire carraghénane et d'autres agents gélifiants et stabilisants qui apparaissent dans tout, de la soupe au dentifrice. À l'échelle mondiale, la production d'algues représente un chiffre d'affaires de 6 milliards de dollars [source :Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture].
Aujourd'hui, les algues suscitent un nouvel intérêt et des investissements dans la recherche en raison de leur potentiel à fournir de l'énergie et à lutter contre les menaces environnementales. Une partie de la masse organique des algues prend la forme d'huile, qui peut être extraite et convertie en carburant biodiesel. Les algues battent haut la main les plantes terrestres dans l'efficacité avec laquelle elles produisent du pétrole. Certaines variétés d'algues produisent une huile qui peut être raffinée en essence et même en carburéacteur. La partie glucidique des plantes peut être fermentée pour la production d'éthanol.
Les algues peuvent convertir les déchets de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre qui se déverse des cheminées, en produits utilisables. Ils peuvent aider à nettoyer l'eau sale, en convertissant les polluants en biomasse. Ils ont des utilisations supplémentaires dans les produits pharmaceutiques et cosmétiques.
Avec tout ce potentiel, cette "mauvaise herbe" semble certainement mériter un examen plus approfondi.
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Pourquoi les algues ont-elles suscité de l'enthousiasme et attiré des investissements dans la recherche ces dernières années ? Comme toutes les plantes vertes, les algues contiennent des chloroplastes dans leurs cellules. Ces minuscules structures sont chargées de chlorophylle, une molécule qui utilise l'énergie lumineuse pour combiner le carbone et l'eau en un sucre simple. Les cellules transforment ensuite certains de ces sucres en protéines et en lipides ou en huile.
Mais si les algues font la même chose que le maïs, le blé et les pommiers, pourquoi s'embêter à les élever ? Après tout, les épis de maïs, les petits pains sucrés et la tarte aux pommes ont meilleur goût que les algues pour la plupart d'entre nous. Voici quelques-unes des choses que les algues ont pour elles :
Attirés par tous ces avantages, les cultivateurs d'algues ont travaillé avec diligence pour trouver des moyens efficaces et économiques de cultiver et de récolter les plantes. Le facteur coût est actuellement le grand défi à relever pour rendre les algues commercialement viables.
Toute algaculture nécessite trois bases :de l'eau, de la lumière et des nutriments.
L'eau est le plus facile. Il n'a pas besoin d'être potable; différents types d'algues poussent bien dans l'eau douce, l'eau salée et l'eau sale. La lumière du soleil, parce qu'elle est gratuite, est la lumière préférée. Mais la lumière du soleil n'atteint que 3 ou 4 pouces (7 à 10 centimètres) dans une masse d'algues, les producteurs doivent donc agiter les algues pour les exposer toutes à la lumière [source :Chemeurope.com]. Le principal nutriment est le dioxyde de carbone, qui peut provenir de l'air ou d'une autre source. L'agitation ou la formation de bulles le dissout dans l'eau. Le producteur doit fournir d'autres nutriments, comme l'azote et les oligo-éléments, s'ils ne sont pas déjà dans l'eau.
Il existe trois systèmes de base pour cultiver des algues, chacun avec ses avantages et ses inconvénients :
Tous ces systèmes sont conçus pour la culture de microalgues, les variétés unicellulaires qui flottent dans l'eau. Les producteurs cultivent généralement des macroalgues en pleine mer. L'eau contient déjà les nutriments dont les algues ont besoin et offre de bonnes conditions de croissance. La méthode traditionnelle consistait simplement à récolter des algues sauvages, et cela se fait encore dans les zones côtières du monde entier.
Avec une demande accrue, les producteurs ont commencé à cultiver des algues. Pour certaines variétés, comme le varech, les spores sont attachées à des cordes qui sont ensuite ancrées dans l'océan et l'algue est autorisée à se développer. D'autres types poussent à partir de morceaux d'algues qui sont fixés à des filets ou déposés dans des mares.
L'agriculture existe depuis 10 000 ans [source :Lienhard]. L'algiculture est relativement nouvelle. Les scientifiques et les ingénieurs étudient activement les meilleures façons d'élever efficacement les algues. La récolte des plantes est un autre sujet de recherche intense.
Contrôle des variablesLe cultivateur d'algues doit contrôler deux variables importantes pour obtenir une bonne récolte. Le niveau de pH de l'eau est important - les algues préfèrent un pH de 7 à 9 - légèrement alcalin. La température est également critique. Les algues poussent principalement entre 60 et 80 degrés Fahrenheit (16 à 27 degrés Celsius) et différentes espèces ont des préférences différentes [source :oilgae.com].
La récolte des microalgues consiste à retirer les plantes microscopiques de l'eau dans laquelle elles poussent et à les concentrer en une pâte. Le producteur doit alors éliminer l'humidité, laissant une biomasse dense. La taille infime des microalgues pose problème lors de la récolte.
Une méthode est la filtration . Le cultivateur peut faire passer l'eau contenant les algues à travers une membrane de cellulose dont les pores sont plus petits que les cellules des algues. Cela peut être difficile car les filtres se remplissent rapidement d'algues et se bouchent. Les chercheurs recherchent de meilleures façons de filtrer efficacement les algues.
Floculation , une autre méthode de récolte, consiste à faire s'agglutiner les algues. L'ajout de produits chimiques ou de types d'algues qui s'agglutinent naturellement peut amener les microalgues à former des amas qui deviennent plus faciles à cueillir.
Une autre façon de récolter les algues est par flottation . Ici, le cultivateur utilise de l'air comprimé pour créer une mousse de bulles et d'algues qui ramène les minuscules plantes à la surface où elles peuvent être écrémées.
Une centrifugeuse est encore une autre méthode de récolte. Faire tourner un récipient rempli d'eau et d'algues provoque l'accumulation d'algues à une extrémité.
Afin de récolter au mieux leurs récoltes, les algaculteurs combinent parfois ces méthodes. Ils peuvent utiliser la floculation pour former des amas d'algues, puis les séparer par flottation ou par centrifugation. Trouver un moyen vraiment efficace de récolter les microalgues est essentiel pour réduire le coût de la culture.
La récolte des macroalgues pose différents problèmes. La cueillette d'algues sauvages est un processus à forte intensité de main-d'œuvre. Certaines algues cultivées dans des conditions contrôlées peuvent être ramassées dans des filets. Le varech élevé sur des cordes peut être tiré et suspendu pour sécher. Les forêts de varech dans les mers peu profondes peuvent être fauchées par des machines, enlevant le dessus des lits de varech sous-marins.
Une fois récoltées, les algues doivent être vidangées de leur eau et séchées. Une centrifugeuse peut essorer l'eau, mais elle est relativement chère. Certains systèmes combinent récolte et traitement, épandant les algues sur des filtres à bande qui laissent l'eau s'écouler, puis éliminant plus d'eau à l'aide d'un milieu capillaire qui extrait l'eau de la biomasse d'algues.
L'étape suivante consiste à briser les parois cellulaires des algues afin d'extraire l'huile à l'intérieur. Les algues sont passées dans une presse à vis ou à piston. Des produits chimiques, des impulsions électromagnétiques ou des ultrasons peuvent également être utilisés pour décomposer les cellules. Lorsque l'huile a été vidangée, la biomasse restante est compressée en un tourteau à utiliser comme complément alimentaire pour animaux ou comme engrais.
Les algues ont trouvé un large éventail d'utilisations, les plus intéressantes dans le domaine de l'énergie.
Le buzz sur les algues est qu'il s'agit d'une source idéale d'énergie renouvelable et pourrait être le carburant vert ultime. Des recherches menées par le gouvernement américain et des entreprises comme Boeing, Chevron et Honeywell développent des moyens de faire de la culture d'algues une base économiquement viable pour une nouvelle génération d'énergie [source :Chemeurope.com]. Une partie de l'attraction est la gamme de carburants dans lesquels les algues peuvent être converties.
Les algues se développent en fait sur l'eau polluée, ce qui signifie qu'elles peuvent être utilisées pour le traitement des eaux usées. Les algues transforment les polluants des eaux usées municipales, industrielles ou agricoles en sous-produits utilisables comme l'alimentation animale ou la biomasse pour la conversion en énergie. Les algues accumulent naturellement les métaux lourds pour les éliminer ou les recycler.
Parce que le dioxyde de carbone, le gaz à effet de serre qui contribue au changement climatique, est la nourriture préférée des algues, les plantes peuvent être utilisées pour le captage du carbone . Ils convertissent le gaz en composés de carbone organique à un rythme beaucoup plus rapide que les plantes terrestres. Une livre (453,6 grammes) d'algues consomme 2 livres (907,2 grammes) de dioxyde de carbone [source :Edwards]. Nourrissez les gaz résiduaires d'une centrale électrique au charbon dans une masse d'algues, et ils le dévorent littéralement. Les gaz résiduaires peuvent être stockés pour une élimination permanente de l'atmosphère, ou convertis en carburant pour réduire l'utilisation de combustibles fossiles.
Les algues continuent de jouer un rôle dans l'alimentation humaine et les suppléments. Les gens mangent des algues dans les salades et les sushis et prennent des suppléments à base de spiruline, une microalgue. Les algues fournissent des protéines complètes, des acides gras oméga-3 et des vitamines. La carraghénane est extraite d'une algue rouge connue sous le nom de mousse d'Irlande et utilisée comme épaississant.
Les algues sont également utilisées comme aliments pour le bétail et pour les animaux marins comme les crevettes et les crustacés. La biomasse laissée après le traitement des algues peut parfois être appliquée comme engrais organique dans les champs agricoles. Les algues trouvent également des utilisations mineures dans les cosmétiques et les produits pharmaceutiques.
La recherche sur la culture, la récolte et la transformation des algues progresse sur de nombreux fronts. Compte tenu de son immense valeur, il ne fait aucun doute que cette simple "mauvaise herbe" jouera un rôle croissant dans l'avenir de notre société et de notre économie.
Brut vertS'il vous semble étrange d'imaginer que votre voiture roule aux algues, détrompez-vous. La matière première que nous transformons aujourd'hui en essence s'est formée au cours de millions d'années à partir de proliférations d'algues qui se sont déposées au fond de la mer et ont été recouvertes de sédiments. La chaleur et la compression ont transformé les minuscules plantes en pétrole brut. Les promoteurs du carburant à base d'algues l'appellent « brut vert » [source :Jha].
Avant de faire des recherches sur cet article, je ne savais honnêtement pas que les algues et les algues étaient des formes différentes de la même petite plante verte. Je suis étonné du potentiel des algues dans tant de domaines :alimentation, énergie, contrôle de la pollution. Des projets pilotes semblent surgir partout, des expériences sur les algues à Long Island Sound aux efforts de biodiesel en Virginie-Occidentale en passant par un projet d'absorption de carbone dans l'Oregon. J'ai l'impression que nous sommes peut-être à la veille d'une révolution des algues.
