Les biocarburants modernes sont présentés comme une alternative plus écologique à l'essence et au diesel depuis le début des années 1900. Cela semble être une bonne idée sur le papier, et ils fonctionnent – ​​mais leur utilisation et leur production ne vont pas sans problèmes.

La première génération de biocarburants - principalement l'éthanol issu de cultures végétales - et la deuxième génération, provenant de flux de déchets végétaux et animaux, les deux avaient des environnementalistes et d'autres préoccupés par la concurrence pour les terres et les nutriments entre la production de biocarburants et la production alimentaire.

C'était avec beaucoup d'espoir, et battage médiatique, que la production de la troisième génération de biocarburants a été lancée. Contrairement à leurs prédécesseurs, ces biocarburants sont issus d'algues, et ainsi, en théorie, le dilemme alimentation/carburant des biocarburants à base de cultures serait résolu.

Le mazout et le gaz fossiles proviennent en grande partie d'algues anciennes, donc le concept ici est de reproduire l'essence de la création des combustibles fossiles, bien qu'accélérée et optimisée avec l'ingénierie chimique moderne. Il a été affirmé que l'utilisation d'algues serait beaucoup plus efficace que la création de biocarburants à partir de plantes terrestres et que la technologie utiliserait des terres de mauvaise qualité incapables de faire pousser d'autres cultures.

Des millions de dollars, des euros et d'autres devises ont été dépensés pour essayer de faire fonctionner la merveille des algues. Une grande partie de l'argent a été consacrée à affiner le processus d'ingénierie, éclairer électriquement la culture – qui pousse en suspension liquide – la récolter et l'égoutter. La solution à l'optimisation était considérée comme principalement technologique non biologique, bien que la sélection des espèces et les conditions de croissance aient également été reconnues comme des facteurs importants.

pétard humide

Cependant, il s'avère que le battage médiatique a été déplacé. Nos recherches ont montré que la production de biocarburants à base d'algues n'est ni commercialement ni écologiquement durable. Les niveaux de production atteignables sont une fraction de ceux qui ont été revendiqués. La quantité de biocarburant produite à partir de la culture prolongée d'algues dans des systèmes à l'échelle pilote n'est en fait pas très différente de celle des plantes terrestres :environ 5, 000 à 10, 000 litres par hectare par an.

En réalité, le taux de production d'algues poussant dans les vastes étangs requis pour une production vraiment massive est, pour une superficie de terrain donnée, semblable à celui observé dans les zones les plus productives de l'océan. Cela représente environ 4 g de carbone issu du CO₂ fixé dans la biomasse par mètre carré chaque jour.

Donc quel est le problème? Pourquoi les biocarburants à base d'algues ne sont-ils pas aussi bons qu'on l'avait espéré ? Tout simplement, c'est la biologie.

Le rêve n'a pas été brisé par des défauts d'ingénierie, mais par l'inefficacité de la biochimie. Les simulations de la production de biocarburants à base de microalgues montrent que pour approcher les 10 % des carburants de transport de l'UE qui devraient être fournis par les biocarburants, étangs trois fois la superficie de la Belgique seraient nécessaires. Et pour que les algues de ces étangs produisent du biocarburant, il nécessiterait des engrais équivalant à 50 % des besoins annuels totaux actuels en plantes cultivées de l'UE. Ironiquement, de tels bassins devraient également être situés à proximité de l'industrie lourde qui produit du CO₂ pour fournir le niveau requis par les microalgues pour la photosynthèse.

Problèmes d'échelle

Le problème avec les biocarburants de troisième génération a toujours été d'augmenter les taux de production mesurés dans de petits flacons de culture à une croissance en milliers de mètres cubes. Dans les grandes cultures, la densité de la biomasse des algues - nécessaire pour rendre les processus de culture et de récolte économiques - va à l'encontre des taux de croissance souhaités car les organismes se protègent mutuellement de la lumière. Cela signifie qu'ils ne reçoivent pas la lumière du soleil nécessaire à la photosynthèse et produisent les composés riches en carbone nécessaires pour fabriquer le biocarburant assez rapidement.

Il y a également eu des malentendus sur la façon dont les algues réagissent à leur environnement. Surtout, ces composés vitaux riches en carbone ne s'accumulent réellement que dans les cellules limitées en azote et se développent donc lentement. Les premières estimations de production supposaient une teneur élevée en carbone dans les cellules à croissance rapide, mais cela ne s'est pas avéré être le cas.

Ne pourrions-nous pas modifier génétiquement une solution à l'inefficacité biologique inhérente ? Peut-être, mais devrions-nous vraiment toucher à des facteurs si fondamentaux pour la vie sur Terre et risquer de générer des espèces d'algues nuisibles imparables qui pourraient détruire les pêcheries et endommager l'approvisionnement en eau potable ? Même si nous avons créé les algues parfaites pour la production de biocarburants, le besoin de tout cet engrais et de ce CO₂ resterait.

En fin de compte, le public a payé pour cette vision ratée – mais son argent n'a pas été gaspillé. S'il y a une chose dont les humains ont besoin plus que du carburant, c'est bien la nourriture - et ce travail peut nous aider à comprendre comment mieux cultiver des microalgues pour soutenir l'élevage de poissons et de crustacés, et produire des compléments alimentaires, comme les oméga-3. La production de masse de microalgues pourrait également créer des aliments contenant des acides gras oméga pour les poissons d'élevage, par exemple, ce qui signifie que nous n'aurions plus besoin de pêcher dans les rivières et les océans pour faire de la farine de poisson pour eux.

L'avenir de la culture de masse des microalgues est encore littéralement et métaphoriquement vert, il ne s'agit tout simplement pas de la production de biocarburants.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.