Le groupe de recherche en biotechnologie marine de NORCE travaille depuis plusieurs années au développement et à la diffusion de microalgues photosynthétiques en tant que matière première durable pour l'alimentation humaine et animale et d'autres produits. Les microalgues sont un type de petites « cellules végétales » présentes dans l'eau salée et l'eau douce et constituent une source prometteuse de protéines pour plusieurs raisons :

• De nombreuses microalgues ont une teneur élevée en protéines et un profil d'acides aminés qui répondent aux exigences de la production humaine et animale. C'est le cas de la Chlorella vulgaris, utilisée dans notre étude.
• Les microalgues ont une efficacité de production élevée et peuvent être cultivées sur des terres non arables ayant de faibles besoins en eau.
• Les déchets et les flux résiduels de diverses industries peuvent être utilisés dans la culture de microalgues, offrant ainsi une alternative plus durable aux engrais chimiques.

La production d’insectes est une autre nouvelle source de protéines actuellement explorée en Europe et en Norvège. Comme tout type de production, une usine à insectes va également générer des déchets, comme des excréments d’insectes. En termes techniques, cela s'appelle des excréments, un mélange d'excréments, de peau et de squelettes d'insectes d'élevage et de leur nourriture.

Dans une économie circulaire, nous devons mieux utiliser les déchets. En collaboration avec Oliver Müller de l'Université de Bergen et ses collègues de NORCE Hanna Böpple et Dorinde Kleinegris, Pia Steinrücken a étudié si les microalgues pouvaient recevoir des excréments comme alternative à la fertilisation conventionnelle.

"Dans le projet ProFuture, nous avons utilisé des excréments d'insectes comme source potentielle de nutriments pour la culture de la microalgue Chlorella vulgaris, ce qui pourrait rendre la production de microalgues plus respectueuse de l'environnement et plus rentable", explique Steinrücken.

Les chercheurs ont étudié si ces microalgues contenaient la même quantité de protéines que celles recevant des engrais commerciaux classiques. Les résultats ont montré que lorsque les microalgues étaient cultivées avec des nutriments issus des excréments, elles poussaient tout aussi bien et fournissaient une teneur élevée en protéines de 40 % du poids sec. L'étude est publiée dans Bioresource Technology Reports. .

"Les excréments d'insectes proviennent du Larveriet à Voss, qui produit des larves de vers de farine nourries de déchets organiques. Elles sont livrées sous forme de poudre que nous mélangeons avec de l'eau pour libérer les nutriments", explique le chercheur de NORCE. "Nous centrifugons ensuite les particules non solubles dans l'eau. Le liquide est ensuite stérilisé pour minimiser le risque d'infection bactérienne et de contamination des algues."

Processus circulaires

Pour se développer, les algues ont besoin de nutriments tels que l’azote et le phosphore. Les flux de déchets industriels et agricoles contiennent souvent de grandes quantités de ces substances, ce qui les rend intéressantes en tant que source potentielle de nutriments pour la production d'algues. Cela peut conduire à une réduction des coûts et à une utilisation bénéfique des déchets. Mais les microalgues ne peuvent pas consommer toutes les sources d'azote et de phosphore, et il peut également y avoir d'autres composants qui influencent négativement la croissance des algues.

Par conséquent, chaque flux de déchets doit être testé pour déterminer son adéquation à la production de microalgues. L'azote présent dans le milieu de croissance à base d'excréments d'insectes était principalement constitué de composés organiques et les microalgues utilisaient entre 71 % et 78 % de cet azote.

Potentiel de mise à l'échelle

Malgré des essais prometteurs, des défis subsistent dans l’introduction de protéines de microalgues dans les produits destinés à l’alimentation humaine et animale. La production actuelle est coûteuse et réalisée à petite échelle. Il est nécessaire de développer et d'investir dans des technologies de production à grande échelle respectueuses de l'environnement pour que cela devienne une source de protéines nouvelle et durable.

"L'étude montre que les excréments peuvent convenir comme milieu de croissance pour la culture de microalgues à petite échelle. De nouvelles recherches devraient explorer les possibilités d'utilisation des excréments comme complément nutritif dans des conditions de culture plus vastes et continues et évaluer les effets sur les objectifs de durabilité et l'économie. de production de microalgues.

"Il est également important de souligner que même si nous utilisons les déchets comme ressource, ce qui réduira les dépenses en milieux de croissance chimiques, ce processus génère également des déchets résiduels. La masse humide qui reste après l'extraction des nutriments est un déchet qui doit être être éliminé ou utilisé alternativement, par exemple comme engrais végétal", conclut Steinrücken.

Dans le développement de nouvelles chaînes de valeur biosourcées, il est crucial d’explorer comment différentes productions peuvent collaborer pour échanger et minimiser les déchets, conformément aux principes de l’économie circulaire. Les soi-disant symbioses industrielles et bioparcs peuvent constituer une approche intéressante. Ceux-ci peuvent servir de bac à sable pour explorer l'utilisation des ressources avec les nouvelles technologies.