Les lipides algaux suscitent beaucoup d’intérêt quant à la production de biodiesel et d’autres bioproduits qui peuvent être utilisés pour des applications nutritionnelles et pharmaceutiques. Les lipides peuvent être aussi utilisés comme émulsifiants en agroalimentaire et comme matière première pour la fabrication de produits de nettoyage. Toutefois, le procédé de production des lipides algaux présente des coûts élevés et certains défis non négligeables. La récolte des microalgues constitue une étape limitante, car ces microorganismes sont de petite taille et sont dilués dans le milieu de culture. La centrifugation est la technique la plus utilisée à l’échelle industrielle mais elle est coûteuse en énergie. L’intégration de la technologie d’immobilisation dans la culture des microalgues, notamment, le piégeage dans des billes d’alginate, permettrait de faciliter leur récolte et par conséquent, contribuerait à l’augmentation de la faisabilité économique du procédé. Néanmoins cette technologie n’est pas encore parfaitement maitrisée puisque certains problèmes restent à résoudre avant le passage à grande échelle dont le niveau de stabilité des billes pour favoriser la croissance des microalgues et minimiser la fuite des cellules. Dans ce contexte, l’objectif général du présent projet est l’étude de l’immobilisation de la microalgue d’eau douce Raphidocelis subcapitata dans des billes d’alginate pour produire une quantité élevée de lipides. Cet objectif général a été subdivisé en trois objectifs spécifiques.
Le premier objectif vise à déterminer les concentrations en alginate et en CaCl2 qui assurent la stabilité des billes et favorisent la croissance de la microalgue pendant 10 jours de culture. Pour ce faire, la microalgue a été cultivée dans des billes élaborées avec différentes concentrations en alginate et en CaCl2. Les résultats ont montré que, parmis toutes les combinaisons étudiées, la combinaison 2 % alginate et 1 % CaCl2 était la meilleure, car elle assure la stabilité des billes et la croissance de la microalgue, et ce, avec une faible concentration de cellules libres détectées dans le milieu de culture.
Le deuxième objectif consiste à examiner la capacité de la microalgue immobilisée à accumuler les lipides sous conditions de stress. La production de biomasse et de lipides chez la microalgue a été quantifiée durant sa culture en batch, avec suivi des concentrations en azote (N) et en phosphore (P) dans le milieu de culture. Les résultats ont montré que R. subcapitata immobilisée était capable d’accumuler 24,7 ± 2,5 % de son poids sec en lipides lorsque le N et le P étaient épuisés. Une productivité lipidique PL = 29,8 ± 3,0 mg/L/jour a été enregistrée durant la phase stationnaire de croissance.
Le troisième objectif vise à augmenter la productivité lipidique de la microalgue par application d’une stratégie de culture en deux étapes. R. subcapitata d’abord été cultivée dans des conditions d’apports optimales en N et P pour l’obtention d’une production maximale en biomasse, puis les billes ont été transférées dans un milieu carencé en N pour induire l’accumulation des lipides. Par cette stratégie, R. subcapitata immobilisée a atteint 37,9 ± 3,8 % de son poids sec en lipides et une productivité lipidique PL = 40,3 ± 4,0 mg/L/jour sous carence en N.
Dans l’ensemble, les résultats obtenus ont permis d’atteindre l’objectif général du projet. La productivité lipidique de R. subcapitata immobilisée peut être encore améliorée en variant l’intensité lumineuse et le cycle de lumière. Enfin, une transition à une échelle semi-industrielle est souhaible avant de réaliser une production industrielle avec cette technologie
