Concentration et transformation de la biomasse algale dans un procédé synergique de production de biocarburant

Ce projet présente une méthode, ainsi que des résultats, visant à contrer deux verrous technologiques limitant actuellement la production à échelle industrielle de biomasse microalgale soit : 1) la concentration (dewatering) de cette biomasse et 2) l’extraction de métabolites d’intérêt (carbohydrates, lipides, protéines) à partir de ce substrat. Dans ce projet, de la lignocellulose et de la cellulose sont utilisées pour la concentration de la solution microalgale, agissant comme média filtrant. L’avantage conceptuel de la méthode proposée est qu'elle s'intègre à des procédés établis. Dans un premier temps, une étape de préconcentration sera utilisée afin de diminuer le volume de la solution d'algues envoyée à la filtration (qui est l`étape majeure de la concentration) tout en permettant la récupération d'une portion du milieu de culture. Cette étape s'effectuera via une variation de la concentration ionique du milieu pour induire la floculation et la sédimentation des algues. Dans un second temps, pour permettre la filtration des algues, une préparation préalable de la fibre (lignocellulosique et cellulosique) selon des traitements à la vapeur de différentes sévérités permettra de voir l’influence de ces traitements sur les paramètres physiques des fibres. Cette opération permettra d’une part d’évaluer l’influence de ce prétraitement sur l'efficacité de filtration, et d’autre part, de l'adapter aux conditions opérationnelles en industrie. L’objectif est de bien saisir la capacité de filtration des différents médias afin d’optimiser la filtration des microalgues sans avoir à modifier significativement les paramètres d’opération actuels du système de vapocraquage. Une fois les algues captées par les fibres, le mélange d’algues et de fibres est ensuite traité de 2 façons différentes dépendamment du type de filtration effectuée. La méthode proposée va différer selon la composition initiale des microalgues. Si la concentration en lipides est plus élevée que la concentration en sucres, la filtration sur la lignocellulose va être utilisée pour ensuite transformer, par vapocraquage, l’ensemble microalgues-lignocellulose en intermédiaires valorisables dérivés des lipides et des sucres. Si, à l'inverse, la concentration en sucre est plus élevée, la cellulose servira de média filtrant pour ensuite être hydrolysée par un traitement non enzymatique. Le procédé, qui éventuellement découlera de la méthode proposée, pourra alors être adapté aux différentes souches de microalgues dans l'objectif final de production de différents types de biocarburants et/ou biocommodités. La méthode développée exige que les cultures de microalgues soient faites à proximité de bioraffineries existantes, car les quantités de cellulose et, surtout, de lignocellulose nécéssaire sont supérieures aux quantités d’algues retenues. La méthode fait du sens si des eaux usées produites dans la bioraffinerie ou à proximité peuvent être traitées par les microalgues (totalement ou en partie en combinaison avec des boues activées). Alors de telles microalgues et boues (si applicable) seraient converties en intermédiaires valorisables une fois récupérées dans les filtres