Bio fablab : création d’un photobioréacteur

D’abord, afin de mieux comprendre ce qu’est un photobioréacteur, je vous invite à lire mon billet Les microalgues : une ressource naturelle inestimable pour des solutions durables.

Ce qui m’emmène à vous expliquer un des projets que j’aimerais pouvoir réaliser prochainement. Il y a quelques semaines, chez-moi, j’ai voulu expérimenté la culture de microalgues grâce à un bioréacteur fait maison. Le nom bioréateur semble plus spectaculaire que l’installation elle-même. En fait, il ne s’agit que d’un appareil permettant de reproduire ou multiplier des organismes vivants en contrôlant les conditions de culture (température, pH, aération). On parle de photobioréacteur lorsqu’une source de lumière est nécessaire pour produire les micro-organismes qui sont photosynthétiques.

Petit rappel – Qu’est-ce que la photosynthèse?
La photosynthèse est le processus bioénergétique qui permet à des organismes de synthétiser de la matière organique en utilisant l’énergie lumineuse.
— Wikipédia

Mon expérience de production de microalgues

Pourquoi je m’intéresse à la production de micro-organismes? Et bien parce que certains d’entre eux ont des propriétés particulièrement intéressantes que l’on pourrait explorer dans une optique de solutions durables.

Comme mentionné plus haut, j’ai fait l’expérience de créer un photobioréacteur à la maison. Une installation très simple qui n’a rien de vraiment technologique. Je souhaitais tester la culture de microalgues pour voir d’abord la simplicité de l’installation requise pour ce genre d’expérience. Finalement, j’ai eu l’occasion d’avoir un échantillon de spiruline qui m’a été offert par le Fablab du PEC et j’ai donc pu faire l’expérience de multiplication de cette algue bleue reconnue pour sa valeur nutritionnelle.

Le saviez-vous…
La spiruline est en réalité une cyanobactérie. Il ne s’agit pas d’une algue dans le sens botanique du terme. C’est un micro-organisme photosynthétique qui s’est vu attribuer le nom d’algue bleue ou bleu vert à cause de sa couleur et du fait qu’on ne la retrouve que dans l’eau.

J’ai mis dans l’eau de mon bocal l’échantillon de spiruline, le 2 mars 2019. Je n’ai malheureusement pas pris de photo à ce moment-là, mais disons que c’était comme si je n’avais rien mis dans le pot puisque la quantité de spiruline n’était pas suffisante pour être apparente dans cette quantité d’eau.

Par la suite, j’ai pris quelques photos, le 7,  17 et 24 mars qui sont respectivement au 5e, 15e et 21e jour de culture. On peut voir que la couleur de l’eau a changé significativement, démontrant que la spiruline s’est multipliée efficacement.

Photobioreacteur expérience

Conception d’un photobioréacteur

Pour faire l’expérience de la production de microalgues à la maison, il est nécessaire d’avoir quelques accessoires.

D’abord, un contenant idéalement avec un couvercle afin d’éviter une contamination extérieur. Ensuite, une pompe à air afin de s’assurer que l’eau ne soit pas stagnante mais plutôt un peu agitée ce qui favorise la croissance des algues.

Pour ma part, ma pompe n’est pas très puissante. Il y a plusieurs raisons, d’abord, j’ai installé mon bocal dans le salon et une pompe plus puissante faisait beaucoup plus de bruit ce qui n’était pas agréable à entendre. Donc l’eau de mon bocal est un peu moins agitée mais ça semble avoir été suffisant pour que les algues se reproduisent.

Certains disent qu’il faut faire une cheminée pour qu’il y ait une aération de la culture. Ensuite, il faut évidemment des nutriments pour alimenter la spiruline. Sans entrer dans les détails, disons que cette cyanobactérie se nourrit principalement de carbone, mais également de certains minéraux. C’est d’ailleurs pour cette raison que l’on dit que plusieurs microalgues ont un pouvoir de purification des eaux puisqu’elles se nourrissent de certains minéraux qui peuvent être plutôt nuisibles à la consommation si on les retrouve en trop grande quantité dans l’eau.

Et le dernier élément essentiel pour cultiver la spiruline c’est évidemment la lumière. Une source de lumière naturelle peut faire l’affaire, mais le temps d’exposition doit être au moins de 12 heures si on veut une bonne prolifération. C’est pourquoi l’hiver par exemple, il faudrait songer à générer une source de lumière pouvant permettre un éclairage prolongé.

Un photobioréacteur plus élaboré

Enfin, après avoir fait cet exercice de production de spiruline grâce à une installation très simple, je souhaite créer un système un peu plus élaboré de photobioréacteur. J’aimerais pouvoir intégrer la technologie et doter le photobioréacteur d’un système de pilotage afin de contrôler l’environnement de la culture. On y retrouverait donc divers capteurs (pH, température, niveau d’eau) et des contrôleurs (lumière, agitation, distributeur de nutriment).

Certes, il existe sur le marché nombreuses compagnies qui offrent des systèmes de culture pour microalgues, mais mon but c’est évidemment de comprendre le fonctionnement de ce genre de système et de créer moi-même cet appareil. L’idée est de construire un produit personnalisé et adapté à mon objectif qui est principalement orienté vers l’éducation.

De la conception, à la production de l’appareil, de l’observation à l’utilisation des microalgues. Je m’intéresse particulière au mouvement des Fab City, pour moi, il va de soi que la production locale d’énergie est un élément essentiel pour une ville qui veut devenir autosuffisante. Les microalgues permettraient cela mais bien plus encore.

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Donc, j’espère pouvoir très prochainement vous partager d’autres billets concernant la création de ce photobioréacteur. Pour l’instant j’ai encore quelques recherches à effectuer puisque j’ai l’intention de créer un modèle qui soit aisément réalisable et facilement transportable. Un démonstrateur que l’on peut présenter lors d’expositions ou lors d’ateliers auprès des jeunes dans les écoles.

Si c’est un sujet qui vous passionne, si vous avez expérimenté vous aussi la culture de micro-organismes et si vous avez des conseils, n’hésitez pas à partager vos suggestions, je serai ravie de connaître vos expériences.

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