Sandia National Laboratories teste si l'un des lacs les plus grands et les plus pollués de Californie peut se transformer en l'un des plus productifs et rentables. La mer de Salton de 350 milles carrés, dans le sud de la Californie, présente des problèmes bien documentés liés aux niveaux élevés d'azote et de phosphore provenant du ruissellement agricole. Les algues prospèrent grâce à ces éléments, un fait qui cause des problèmes environnementaux mais qui pourrait aussi être une solution à ces problèmes.

Sandia a l'intention d'exploiter le penchant des algues pour une croissance prolifique pour nettoyer ces polluants et arrêter les proliférations d'algues nocives tout en créant un environnement renouvelable, source domestique de combustible. Les algues peuvent être facilement converties en carburants et produits chimiques à l'aide d'un processus de fermentation breveté par Sandia Labs.

Le Bioenergy Technology Office (BETO) du Department of Energy estime que les États-Unis peuvent produire au moins 1 milliard de tonnes de matières premières pour les biocarburants chaque année, et cela aurait un impact social positif, impacts économiques et environnementaux. Ce montant équivaut à environ 30 pour cent des besoins de notre pays en carburants qui n'auraient pas à être importés. Parmi ces matières premières, les algues ont la particularité de croître de façon exponentielle :en d'autres termes, dans les bonnes conditions, doublant chaque jour.

BETO finance l'assainissement de la biomasse de Salton Sea de Sandia, ou SABRE, Projet parce qu'il aidera à déterminer si les algues peuvent être une partie viable de la solution aux besoins de notre nation en diverses sources d'énergie.

Après seulement quelques mois, Le biochimiste de Sandia, Ryan Davis, est enthousiasmé par les perspectives. "Les premiers résultats que nous obtenons déjà de la mer de Salton semblent être supérieurs aux résultats de systèmes d'algues similaires. C'est vraiment prometteur."

Tester l'efficacité d'un nouveau système de culture d'algues

Lorsque les fonctionnaires de l'État et locaux se sont réunis par un affluent de la mer de Salton un brillant, chaude matinée de fin mai, c'était pour marquer le coup d'envoi de la deuxième phase du projet. Au cours de la première phase, Sandia s'est associée à Texas A&M AgriLife Research pour tester si une nouvelle méthode d'élevage d'algues pouvait être aussi productive qu'une plus ancienne, méthode plus établie.

Traditionnellement, les entreprises cultivent une seule espèce d'algues dans les raceways, des structures ressemblant vaguement à de petites pistes de course ou à des baignoires géantes. Les raceways produisent des algues bien adaptées à la fabrication de produits nutritionnels à haute valeur ajoutée comme la spiruline ou le bêta-carotène, ainsi que d'autres nutraceutiques. Les raceways offrent également aux producteurs beaucoup de contrôle. Mais il y a quelques inconvénients. Ils nécessitent généralement beaucoup d'entretien, nécessitant des techniciens qualifiés, engrais coûteux, du dioxyde de carbone et de l'eau de haute qualité.

En outre, on estime que 30 pour cent de la production des fermes d'algues peuvent être perdues chaque année en raison d'accidents d'étang liés à des parasites. Sandia fait actuellement des recherches pour minimiser les accidents, y compris tester des souches d'algues pour la résistance à divers prédateurs et maladies, et apprendre à détecter les signes d'un accident imminent d'étang.

La nouvelle méthode d'agriculture s'appelle un système de flux " Algal Turf Scrubber ", utilisé pour cultiver une collection d'espèces d'algues indigènes. À l'œil non averti, le système ressemble à une gouttière autoportante. Il gargouille doucement alors que l'eau est pulsée par vagues à travers un flux en pente. Les algues consomment les nutriments, et de l'eau propre sort de l'extrémité inférieure.

Le système fonctionne à l'aide de pompes à énergie solaire, ne nécessitant quasiment aucun entretien, à l'exception de la récolte périodique d'algues qui peut être effectuée à l'aide d'équipements agricoles courants. Sandia a conçu le système de pompe à énergie renouvelable qui fournit de l'eau au débit. La technologie et les composants du floway ont été développés par une société appelée HydroMentia Technologies LLC.

Sur la base des premiers résultats des tests au Texas, les épurateurs de gazon peuvent produire une quantité d'algues comparable aux raceways. Et ils conviennent parfaitement aux endroits avec des hectares de biens immobiliers bon marché, eau riche en nutriments (pas besoin d'engrais supplémentaire) et des tonnes de soleil, comme la mer de Salton.

Le type de système de gazon testé pour le projet SABRE présente d'autres avantages. Ce sont des algues qui poussent originaires de la région, il est donc naturellement plus résistant aux attaques des agents pathogènes locaux et des prédateurs. La texture épaisse des algues se prête également à une récolte facile.

L'une des critiques adressées aux algues en tant que source de biocarburant est qu'elles consomment trop d'eau. Davis n'est pas d'accord avec cette critique. "Il y a de l'eau et puis il y a de l'eau, " a-t-il dit. " Nous avons montré que nous pouvons faire pousser des algues dans des systèmes d'épuration du gazon en utilisant de l'eau pleine de composants désagréables. Et il prospère toujours. » En d'autres termes, il n'y a pas grand-chose à faire avec cette eau jusqu'à ce que les polluants soient éliminés.

Cultiver des algues pour contrôler les sauvages, croissance incontrôlée des algues

Les proliférations d'algues peuvent devenir si grandes qu'elles sont visibles depuis l'espace, comme c'est le cas au lac Okeechobee, Le lac Érié, la baie de Chesapeake et le golfe du Mexique. Les fleurs ne sont pas directement toxiques pour les poissons, mais dans certaines conditions, ils peuvent devenir nocifs pour la vie marine et humaine. Quand les fleurs meurent, le processus de décomposition peut laisser des cours d'eau avec des "zones mortes, " zones pauvres en oxygène qui provoquent l'étouffement des poissons. En cas d'ingestion, certaines espèces d'algues nuisibles peuvent également provoquer des symptômes pseudo-grippaux chez l'homme et la mort chez les animaux de compagnie, selon les témoignages du Congrès.

Des proliférations d'algues se produisent également dans la mer de Salton. Davis explique que la mer est le point d'accumulation de toutes les eaux de ruissellement agricoles de l'une des plus grandes zones agricoles des États-Unis. Azote, le phosphore et d'autres éléments provenant des engrais sont continuellement déposés dans la mer. La présence de ces éléments nourrit les efflorescences d'algues, avec des conséquences négatives qui peuvent se répercuter dans tout l'écosystème.

Des milliers d'asphyxiés, des poissons morts sont visibles chaque année sur les rives de la mer de Salton. L'odeur n'a rien fait de positif pour les entreprises de la région, selon une étude préparée par Tourism Economics pour le Palm Springs Convention &Visitors Bureau. En outre, des études suggèrent que la mort des oiseaux dans la région peut être liée à des souches d'algues qui produisent des toxines.

« Le rejet de produits chimiques non traités dans les cours d'eau libres a de vastes impacts écologiques, ", a déclaré Davis.

Ironiquement, l'élevage d'algues pourrait éliminer les effets nocifs de la croissance naturelle incontrôlée des algues. L'eau de l'un des trois principaux affluents de la mer de Salton s'écoule dans le laveur de gazon du projet SABRE de 900 pieds. Les algues qui poussent à l'intérieur du système d'épuration se nourrissent et éliminent les produits chimiques contenus dans l'eau lors de son passage. Au fur et à mesure que l'eau passe du système dans l'affluent, L'équipe de Sandia espère que les éléments qui déclenchent la prolifération d'algues auront été éliminés en quantités importantes.

Si le projet SABRE s'avère fructueux, il pourrait fournir un modèle de remédiation pour les proliférations d'algues à l'échelle nationale. On espère que la vallée impériale en bénéficiera également. En couvrant des milliers d'hectares de terres sèches, recul des rivages de la mer de Salton avec des cultures d'algues, les opérations d'épuration du gazon pourraient réduire la pollution atmosphérique généralisée causée par les poussières toxiques. Les raffineries d'algues pourraient également offrir de nouvelles opportunités économiques.

Sandia s'est associée à l'Imperial Irrigation District pour aider à lancer le projet SABRE. « Un partisan des énergies renouvelables et un défenseur de la mer de Salton, le district pense que des projets comme celui-ci ont le potentiel de faire une différence significative, " a déclaré l'agent du district spécialiste des communications avec les médias, Marion Championne. « Nous avons bon espoir que ce projet donnera de bons résultats, énergie propre et renouvelable tout en fournissant un processus naturel et sûr pour éliminer les produits chimiques, protéger la faune de la région pour les générations à venir.