Clap de fin pour deux projets financés par le Carnot AgriFood Transition , Agri2Agri et Optiponia, mis à l’honneur et présentés lors des dernières rencontres Chercheurs de l’Institut Carnot AgriFood Transition (Emilie Hascoët – Vegenov, Clément Likiliki – INRAE). Tous deux portaient sur le fabuleux potentiel des microalgues pour retraiter des effluents agricoles (digestat) et piscicoles.Le projet Agri2Agri* porté par Vegenov, en partenariat avec l’UR Opaale de l’INRAE et le CEVA, visait notamment à caractériser et maitriser la dynamique d’un consortium de microalgues cultivé sur digestats agricoles dans une approche de phytoépuration et d’économie circulaire. Pour ce faire, le consortium a été cultivé dans différentes modalités d’apport de digestats en raceway à l’INRAE. Les souches présentes ont été isolées, identifiées, et suivies au cours du temps afin d’identifier l’évolution des différentes populations dans les différentes modalités testées au CEVA. Trois morphotypes ont été isolés et identifiés : Chlorella sorokiniana, Acutodesmus sp., Desmodesmus sp.. Les taux d’abattement en azote, mesurés sur des cultures réalisées en colonne de 120 L, sont compris entre 73 et 89% après 14 jours de culture sur un digestat dilué au 1/80ème. Le phosphate quant à lui est totalement consommé au bout de 4 à 9 jours.
Des extraits ont été préparés à partir des biomasses de microalgues produites en utilisant différents procédés de rupture cellulaire (Homogénéisation Haute Pression (HHP), Champs Electriques Pulsés (CEP), Détente Instantanée Contrôlée (DIC)), et ce, afin de vérifier leurs activités en biostimulation des plantes. L’extrait de Acutodesmus sp. obtenu par HHP a montré un effet positif sur le rendement en fruits et sur la teneur en calcium, potassium et ammonium de plants de tomates naines placées en stress nutritif. Dans le cadre de ces travaux, Vegenov a pu tester différents outils de caractérisation de l’activité biostimulante : NIRs portatif, ionomètre NO3– et Ca2+, outils d’analyse d’image, activité enzymatique de la catalase (CAT) et de la super oxyde dismutase (SOD). Ce projet a confirmé la pertinence du couplage entre phytoépuration par culture de microalgue, et valorisation des biomasses en biostimulation des plantes.
L’objectif du projet Optiponia*, porté par l’UR Opaale de l’INRAE en partenariat avec l’ITAVI et le CEVA, était de transposer les procédés de bioacidification appliquées sur les boues de station d’épuration aux boues piscicoles, afin de libérer le phosphate piégé et ainsi rééquilibrer les ratio N/P dans les systèmes aquaponiques ou dans les systèmes recirculés (RAS). Cela permettrait d’ajouter un compartiment microalgues au système, l’intérêt reposant sur leur capacité à assimiler l’azote ammoniacal contrairement aux plantes terrestres.
Les essais de bioacidification ont montré une variabilité importante de l’efficacité du procédé en fonction de la composition physico-chimique des boues, de leur origine et de la saisonnalité. A ce stade, les essais en laboratoire et en ferme aquaponique ont mis en évidence une dissolution du P de 10 à 43% et de 16 à 27%, respectivement en fonction du temps de bioacidification, de la concentration en substrat carboné et de la température.
Pour la culture de microalgues, une dilution au 1/10ème des boues bio-acidifiées avec les eaux de pisciculture s’est avérée nécessaire, tant pour ajuster l’apport en N que pour limiter la toxicité sur les souches testées (Chlorella vulgaris et Acutodesmus obliquus). Une souche endémique, identifiée comme Chlorella sorokiniana, s’est révélée être la plus performante, avec une productivité de 247 mg/L/j et une épuration de 93% du N et 100% du P après seulement 3 jours de culture en laboratoire. Des résultats prometteurs pour la pisciculture et le traitement des boues piscicoles qui ont fait l’objet d’un nouveau projet sur le volet bioacidification. La culture de microalgues, bien que performante, se heurte à des freins réglementaires limitant les voies de valorisation à ce jour en nutrition humaine et animale. Le couplage de la production de microalgues à des piscicultures en RAS pourraient cependant s’avérer pertinents pour adresser les marchés de l’agriculture par exemple.
Ces deux projets ont permis au CEVA de diversifier les profils d’effluents étudiés, d’améliorer nos méthodes de criblage et de suivis, et de tester de nouveaux procédés de rupture cellulaire sur les microalgues.
* projets développés dans le cadre de la R&D interne du Carnot AgriFood Transition et financés par l’ANR et la Région Bretagne.
