Bassin de culture de microalgues. Photo AFP

On savait déjà que les micro-algues  permettent de fabriquer des biocarburants qui ont pour intérêt de ne pas concurrencer l'industrie alimentaire. La nouveauté, c'est que, pour la première fois, elles ont été utilisées pour faire... du bitume ! Dans une étude publiée ce mois-ci dans la revue "ACS Sustainable Chemistry & Engineering", des chercheurs du CNRS de Nantes, en collaboration avec l'entreprise AlgoSource Technologies, viennent en effet d'apporter la preuve que les caractéristiques du bio-bitume né des micro-algues, sont très proches de celles du « vrai » bitume de nos routes. Une bonne nouvelle pour l'écologie et la planète.

Les infinis trésors des micro-algues

Les micro-algues seraient-elle une vraie réponse miracle aux besoins de l'humanité ? Elles sont connues depuis longtemps pour leurs applications comme colorants en cosmétique ou comme compléments alimentaires. Autre utilisation, les biocarburants. Leur raffinage pour produire des carburants verts,  une idée qui a émergé ces dernières années et qu'exploite notamment l'entreprise Fermentalg en Gironde, fait aujourd'hui des micro-algues l'une des alternatives les  plus prometteuses au pétrole.

Algoroute

Dans le cadre du programme Algoroute, financé par la région Pays de la Loire, des chercheurs de laboratoires nantais et orléanais ont produit du bio-bitume en valorisant des résidus de micro-algues, issus, par exemple, de l'extraction de protéines hydrosolubles des algues pour l'industrie cosmétique. Pour ce faire, ils ont utilisé un procédé de liquéfaction hydrothermale, de l'eau sous pression, qui transforme ces déchets de micro-algues en une phase visqueuse noire hydrophobe, le bio-bitume, dont l'aspect et les caractéristiques physiques sont très proche de ceux d'un bitume pétrolier.

Retrouvez toutes les vidéos sur la WebTv de l'Université de Nantes

Le faux jumeau du bitume

Si la composition chimique du bio-bitume est complétement différente de celle du bitume issu du pétrole, les deux matières ont en effet bien des points communs : leur couleur noire et, surtout, leurs propriétés de déformation et d'écoulement, sous l'effet d'une contrainte appliquée. Liquide au-dessus de 100°C, le bio-bitume peut enrober les agrégats minéraux. Viscoélastique de -20 °C à 60 °C, il assure la cohésion de la structure granulaire, supporte les charges et relaxe les contraintes mécaniques. Bref, des véhicules comme les automobiles, camions, autocars, motos et vélos peuvent rouler dessus. L'importance de l'innovation est de taille pour l'industrie routière, actuellement entièrement dépendante du pétrole, une matière première dont il faut impérativement économiser la ressource. Jusqu'à présent, la fabrication des bio-bitumes utilisait en effet des huiles végétales d'origine agricole qui ont pour inconvénient majeur d'entrer en compétition avec l'alimentation, ou bien issues de l'industrie papetière, mélangées à des résines pour améliorer leurs propriétés viscoélastiques.

Solution durable

La culture des micro-algues ne nécessite pas la mobilisation de terres arables. Les utiliser pour fabriquer le bitume de nos routes, est donc une solution durable pour l'avenir de la planète. Maintenant qu'on sait qu'on peut le faire, il faut évaluer la rentabilité du procédé dans la perspective d'une production à grande échelle et étudier la tenue dans le temps de ce nouveau matériau.  Ce à quoi s'attèlent dores et déjà les chercheurs, qui ne chôment pas.

Cathy Lafon

►EN SAVOIR PLUS

• Pour lire l'étude : "Subcritical Hydrothermal Liquefaction of Microalgae Residues as a Green Route to Alternative Road Binders", Mariane Audo, Maria Paraschiv, Clémence Queffélec, Isabelle Louvet, Julie Hémez, Franck Fayon, Olivier Lépine, Jack Legrand, Mohand Tazerout, Emmanuel Chailleux, Bruno Bujoli, "ACS Sustainable Chemistry & Engineering", volume 3, issue 4, p. 583–590. cliquer ICI

• Les micro-algues, carburant vert : comment ça marche ?

Les micro-algues représentent une matière première renouvelable et abondante dont la croissance est rapide. Leur culture a besoin de lumière et de CO2 (produit par les industries). Leur récolte est valorisée dans des bio-raffineries d’où sont extraits les bioénergies : le biodiesel, le biométhane, et les bioproduits : des molécules à haute valeur ajoutée et des protéines pour l’alimentation aquacole.

•  Le site de Fermentalg en Gironde : cliquer ICI

Canopée de la forêt amazonienne au lever du jour, au Brésil. Photo Peter van der Sleen, Rainfor

A trois jours de la Journée internationale des forêts, le samedi 21 mars, le CNRS a publié une étude révélant que l’Amazonie est en train de perdre sa capacité à absorber le carbone atmosphérique. Une très mauvaise nouvelle pour le climat de la planète.

Trente ans d'inventaire

Cette étude, publiée le 19 mars dans la revue "Nature", la plus vaste jamais entreprise sur le sujet, est le résultat d’un inventaire monumental entrepris sur trente années en forêt tropicale d’Amérique du Sud. Elle a réuni une centaine de chercheurs sous la direction de l’Université de Leeds, dont des scientifiques français du CIRAD, du CNRS et de l’INRA, collaborant au sein du Labex CEBA.

Puits de carbone atmosphérique

Depuis des millénaires, la forêt amazonienne jouait bien sagement le rôle de puits de carbone atmosphérique que lui attribue la nature dans l'écosystème de la Terre, en absorbant plus de carbone qu’elle n’en rejetait et en aidant à limiter l’impact du réchauffement global. La nouvelle analyse sur la dynamique forestière, produite par les chercheurs, fait malheureusement état d'une augmentation rapide du taux de mortalité des arbres en Amazonie qui compromet l'accomplissement de cette mission indispensable à la vie sur Terre.

200.000 arbres mesurés et étudiés depuis les années 1980

Coordonné par Rainfor, un réseau de recherche unique dédié au suivi des forêts amazoniennes, le travail scientifique repose sur des décennies de suivis détaillés des forêts d’Amérique du Sud. Afin de calculer les changements de stockage de carbone, les auteurs ont examiné 321 placettes forestières réparties largement sur les six millions de kilomètres carrés de l’Amazonie. Ils ont mesuré 200.000 arbres et enregistré la croissance et la mort de chacun d’entre eux depuis les années 1980. Selon les chercheurs, l’augmentation du dioxyde de carbone dans l’atmosphère, l’un des composants clefs pour la photosynthèse, a initialement conduit à une augmentation de la capacité de stockage dans les arbres amazoniens. On assisterait donc à un  renversement de tendance, avec des conséquences inattendues qui pourraient aggraver le réchauffement climatique.

Les raisons de la surmortalité des arbres

Selon le professeur Oliver Phillips (Université de Leeds), coauteur de l’étude et coordonnateur du projet Rainfor sur lequel l’analyse s’appuie, "avec le temps, la stimulation de croissance impacte le système ; les arbres vivent plus vite et meurent plus jeunes."  Des sécheresses récentes en Amazonie et des températures anormalement élevées pourraient aussi jouer un rôle important dans le phénomène observé. Si l’étude démontre que l’augmentation de mortalité a commencé bien avant les méga-sécheresse de 2005 ou de 2010, elle montre aussi que ces deux épisodes météorologiques ont causé la mort de millions d’arbres en plus.

Le stockage de CO2 dans  les forêts d'Amazonie a diminué de moitié en 30 ans

Selon l'étude publiée par "Nature", l'accélération de la mortalité des arbres est également liée au déclin de l'intensité du puits de carbone en Amazonie. D’un pic de 2 milliards de tonnes de dioxyde de carbone stockées annuellement dans les années 1990, le stockage net a désormais diminué de moitié. Circonstance aggravante pour l'atmosphère de la Terre, pour la première fois, il est désormais dépassé par les émissions fossiles de l’Amérique du Sud.

Modèles climatiques remis en question ?

Quelles que soient les causes de l’augmentation de la mortalité des arbres d'Amazonie, l'étude pourrait jeter un froid chez les climatologues en remettant en cause les prédictions d’une capacité indéfinie de stockage des forêts tropicales, de même que les modèles climatiques qui prennent en compte la réponse de la végétation. Jusqu'à présent, les scientifiques faisaient en effet l’hypothèse que tant que les niveaux de dioxyde de carbone augmentaient, l’Amazonie continuaient à stocker du carbone : une théorie que semble invalider l'étude.

Nous devons agir

"Partout sur Terre, même les forêts intactes changent", alerte Oliver Phillips.  L'homme a porté tellement atteinte aux écosystèmes bien réglés de la nature, que cette dernière ne parvient plus à y répondre toute seule."Les forêts nous rendent un énorme service, mais nous ne pouvons plus compter seulement sur elles pour résoudre le problème du carbone. Nous devons agir pour réduire les émissions afin de stabiliser notre climat." Pour le chercheur, c'est l'alarme.

Cathy Lafon

►PHOTOS : Rainfor

►PLUS D'INFO

• Le réseau Rainfor a été financé par le Natural Environment Research Council (NERC), la Gordon and Betty Moore Foundation, le septième PCRD et l’ERC.
• Pour lire l'étude "Long-term decline of the Amazon carbon sink" : cliquer ICI 

►REPERES

L’Amazonie.  Avec près de 6 millions de kilomètres carrés, la forêt amazonienne couvre environ 10 fois la superficie de la France métropolitaine, et s’étend sur 9 pays – le Brésil étant de loin le plus grand. De vastes territoires en Bolivie, Equateur, Colombie, Pérou, Venezuela, Guyane française, Guyana et Suriname sont encore couvertes de forêts amazoniennes. La région contient un cinquième de toutes les espèces connues sur Terre, dont plus de 15.000 espèces d’arbres. Ses 300 milliards d’arbres stockent un cinquième du carbone contenu dans toute la biomasse terrestre. L’Amazonie abrite aussi plusieurs millions d’habitants, et la vapeur d’eau produite par la forêt amazonienne soutient l’agriculture plus au sud, avec notamment les cultures de biocarburant qui alimentent les réservoirs des voitures du Brésil. Chaque année, les forêts amazoniennes recyclent 18 milliards de tonne de carbone, soit plus de deux fois la quantité émise par la combustion d’énergies fossiles dans le monde.

Rainfor réunit des centaines de scientifiques qui surveillent les écosystèmes d’Amazonie depuis le sol. Le réseau est centré sur des parcelles de forêt qui permettent de suivre les vies d’arbres et d’espèces individuels. Il met l’accent sur des études de terrain à long terme pour évaluer le comportement du système d’échange de carbone le plus actif au monde, et pour comprendre l’impact de l’Amazonie sur le climat global. Rainfor encourage aussi la formation de jeunes chercheurs et de techniciens de terrain, en collaboration étroite avec les partenaires locaux, afin de faire émerger de nouvelles générations d’écologues de l’Amazonie. Le travail du réseau Rainfor bénéficie actuellement du soutien d’agences de moyen du Brésil, de Colombie, du Pérou, du Venezuela, du Royaume-Uni et de l’Union européenne (European Research Council).