Un groupe unanime de chercheurs est convaincu que le varech peut partager de nombreuses applications du soja et de l'huile, et qu'ils peuvent également être utilisés pour capturer le CO 2 . Les algues peuvent contribuer à des solutions respectueuses du climat dans toutes sortes de contextes. De nouveaux savoir-faire autour de la culture des algues accélèrent actuellement l'industrialisation de la filière.

« Nous pouvons décomposer les algues en leurs constituants de base et les recombiner pour en faire des produits utiles, " explique la chercheuse Silje Forbord au SINTEF. " On peut utiliser des algues pour fabriquer des vêtements, matériaux d'ameublement, emballages alimentaires, pailles et bouteilles biodégradables, " elle dit.

Forbord et ses collègues ont été actifs à l'avant-garde d'un projet de recherche appelé MACROSEA, qui offre de nouvelles perspectives sur le potentiel de la culture des algues en Norvège. Le projet a également réussi à développer des solutions innovantes qui aideront à industrialiser le secteur norvégien des algues.

Les algues comme nourriture

L'agriculture dans les régions productives des océans est essentielle si nous voulons répondre à la nourriture, l'alimentation animale, matières premières et besoins énergétiques d'une population mondiale en constante augmentation. Actuellement, les plus gros volumes de macroalgues sont produits dans les pays asiatiques comme la Chine, Indonésie, Japon et Corée. Cependant, La Norvège rattrape vite son retard, et a un énorme potentiel pour cultiver une grande variété d'espèces de macroalgues le long de son littoral allongé.

Le groupe de recherche a réalisé des études systématiques des conditions de culture, encrassement, et la génétique du varech à sucre d'algue brune et, pour la première fois en Norvège, a réussi à cultiver l'algue rouge très convoitée Palmaria (également connue sous le nom de dulse rouge) dans des filets en mer. Ils ont également développé des modèles de croissance d'algues, qui à leur tour sont liés à des modèles d'écosystèmes hydrodynamiques en 3D, afin d'estimer l'évolution de la production d'algues dans différentes conditions. Les résultats démontrent que la culture des algues a le potentiel de devenir une nouvelle industrie majeure ici en Norvège.

« Nous avons développé trois prototypes d'équipements pour la culture des algues, un modèle de potentiel de production, et un outil informatique pour la conception d'une installation de culture d'algues marines, " dit Aleksander Handå, qui est directeur de recherche chez SINTEF Ocean AS.

Base de connaissances solide

Silje Forbord est chercheur scientifique au SINTEF Ocean et titulaire d'un doctorat. étudiant à NTNU. Elle dit à Gemini que son groupe a étudié comment il serait possible de manipuler la croissance des macroalgues et le contenu des constituants chimiques tels que les protéines en cultivant des algues dans une variété d'endroits avec des conditions environnementales contrastées. Ils ont fait pousser des semis d'algues (plantes embryonnaires) plantées dans la mer sur des cordes le long de la côte norvégienne, et ont ensuite observé comment ceux-ci se développent au cours d'une saison de croissance s'étendant de février à septembre.

Ils ont étudié la croissance des algues exposées à des conditions climatiques difficiles et dans des sites protégés, sous l'influence de l'eau douce dans les fjords, et à différentes latitudes. Ils ont également examiné comment les variations de la lumière, Température, la disponibilité des nutriments et la profondeur de culture influencent les taux de croissance.

"Nous avons également mené des tests en utilisant diverses méthodes d'ensemencement en mer et avons observé comment différents âges et phases de développement des jeunes plants sont influencés en termes de taux de développement et de contenu chimique, " dit Forbord.

Les chercheurs ont mesuré les forces de traînée océaniques et ont utilisé ces données comme données d'entrée dans des modèles numériques qui peuvent simuler la façon dont les installations de culture d'algues pourraient être déformées dans différentes conditions environnementales. Les résultats sont maintenant utilisés pour concevoir des fermes d'algues à déployer sur des sites offshore dans le comté de Møre og Romsdal, et pour la production de saumon et d'algues dans une installation aquacole combinée à Nordland.

Substitut aux produits à base de soja et d'huile

« De grandes étendues de la côte norvégienne offrent d'excellentes conditions de croissance pour les algues, " dit Forbord. " De 20 millions de tonnes d'algues, nous pouvons en extraire 100, 000 tonnes de protéines. Cela correspond à un tiers de la masse de protéines de soja que la Norvège importe actuellement chaque année pour l'alimentation du saumon, " elle dit.

Le projet MACROSEA est financé par le Conseil de recherche de Norvège et est un effort conjoint impliquant plusieurs partenaires de recherche norvégiens et internationaux. Les chercheurs sont unanimes à penser que les algues peuvent offrir plusieurs des mêmes applications que le soja et l'huile. Ils peuvent ainsi se substituer à ces ressources dans un certain nombre de contextes différents.

"L'idée de remplacer le plastique à base d'huile par un plastique respectueux de l'environnement, le plastique à base d'algues est très intéressant. Cependant, d'autres constituants convoités des macroalgues comme les antioxydants, les protéines et similaires sont également intéressants, " dit Forbord.

Elle croit que, en plus de la fabrication de vêtements, emballages alimentaires, bouteilles biodégradables et autres produits à base d'algues, davantage de travail doit être fait sur le développement d'autres produits à base d'algues, comme substituts à ceux actuellement basés sur des matières premières telles que l'huile et le soja. Afin de maximiser le potentiel environnemental de la culture des algues, une nouvelle technologie standardisée doit être développée. Il existe également un besoin de mise en culture à plus grande échelle sous la forme de grandes installations agricoles à l'échelle industrielle situées plus au large.

Apprendre du boom de la salmoniculture

Les chercheurs font des comparaisons entre les approches actuelles de la culture des algues et la manière dont la salmoniculture était pratiquée dans les années 1970. Au cours des dernières décennies, le secteur de la salmoniculture a connu une révolution en termes de normalisation et d'industrialisation, et cela permet d'extraire un grand savoir-faire de la pisciculture et d'autres industries marines et maritimes.

Par exemple, les chercheurs pensent qu'il vaut la peine de tester un outil utilisé pour semer des plantes embryonnaires dans le cadre de la culture d'algues.

"L'outil, appelé Parlé, ressemble beaucoup à une grande roue de vélo, où nous utilisons tous les rayons pour faire pousser les algues, " dit Handå. "Les rayons peuvent être déployés en mer et retirés à nouveau à l'aide d'un robot actionné à partir d'un navire de service. Ce concept utilise une technologie issue du secteur de la salmoniculture et permet des opérations de semis et de récolte automatisées à grande échelle, " il dit.

Les chercheurs veulent maintenant avoir la possibilité de tester Spoke et une autre technologie, aussi bien à petite qu'à grande échelle, et dans différentes conditions environnementales le long de la côte norvégienne. Ils pensent qu'une infrastructure norvégienne pour la culture des algues accélérera la numérisation, la normalisation et l'automatisation des installations d'algoculture on et offshore.

"Nous pensons que cela peut être un investissement judicieux pour aider à stimuler le développement d'un nouveau secteur industriel, " dit Handå.

Capter les gaz à effet de serre

Handå dit à Gemini que les algues ont également le potentiel de contribuer à la capture du gaz à effet de serre CO 2 . La photosynthèse permet aux algues de convertir le CO 2 en glucides et en oxygène. Le CO 2 la concentration dans la partie supérieure de la colonne d'eau est en équilibre avec celle de l'atmosphère. En liant le CO 2 dans l'eau, il devient possible de capter le gaz à effet de serre de l'atmosphère.

Si les matières premières macroalgues sont utilisées dans des produits dont la fabrication est actuellement basée sur des matériaux issus de combustibles fossiles, cela réduira également le CO 2 émissions. Tout au long de la saison de croissance, des parties des lames d'algues vont s'écailler dans le cadre d'un processus naturel. Les pales contiennent du carbone et s'enfoncent dans le fond marin où elles peuvent fournir de la nourriture aux organismes benthiques. Ils se combinent également avec les sédiments du fond et sont ainsi stockés de façon permanente ou prolongée.

En déversant la biomasse à de grandes profondeurs, ou en l'utilisant pour faire du biocharbon, il est possible de contribuer activement à la réduction de la concentration de CO 2 dans l'atmosphère. La culture de 20 millions de tonnes d'algues peut lier environ quatre millions de tonnes de CO 2 .

« La production à l'échelle industrielle de macroalgues peut s'avérer un contributeur majeur à des solutions innovantes et respectueuses du climat, une transition verte et le mouvement vers une société à faibles émissions, nous aidant ainsi à atteindre les objectifs fixés par l'Accord de Paris, " dit Handå.

Ouvrir la voie à une nouvelle industrie nordique

La production mondiale annuelle de macroalgues dépasse désormais les 30 millions de tonnes, et repose principalement sur le travail manuel. À ce jour, l'automatisation est très peu utilisée dans le processus de production. Les résultats du projet MACROSEA indiquent que les fjords et le littoral de la Norvège ont le potentiel de produire environ 70 tonnes de macroalgues par hectare, et jusqu'à 140 tonnes par hectare dans les zones favorables. Les chercheurs pensent que rien qu'à la mi-Norvège, il sera possible de cultiver de l'ordre de 20 millions de tonnes (poids frais) d'algues, ce qui à son tour produit 2 millions de tonnes de matières premières séchées. Pour y parvenir, 4, 000 kilomètres carrés de zone maritime seront nécessaires pour la culture. En comparaison, environ 1,3 million de tonnes de céréales sont actuellement cultivées en Norvège sur une superficie de 2, 800 kilomètres carrés.

« Si une politique est élaborée pour cultiver des algues au large, loin du littoral, le potentiel peut être encore plus grand, " dit Ole Jacob Broch, un chercheur scientifique principal au SINTEF Ocean. Il poursuit :« Nous avons vu que la période de rendement maximal de production varie jusqu'à deux mois au fur et à mesure que nous progressons du sud au nord le long de la côte norvégienne, " dit-il. " C'est une bonne nouvelle car cela montre qu'il est possible de livrer des matières premières produites en Norvège sur une plus longue période. Cela rend notre littoral idéal pour l'élevage de macroalgues, " dit Broch.

De grandes attentes sont désormais liées à l'émergence de la culture des algues en tant que nouvelle industrie norvégienne.

« Un investissement à l'échelle nationale dans une infrastructure pour le développement et la normalisation de nouvelles technologies pour la production industrielle de biomasse est une condition préalable au succès, " dit Handå.

Les chercheurs pensent qu'en intégrant des centres de connaissances avec des entreprises industrielles sur toute la longueur de la côte norvégienne, cela favorisera la création de pôles d'innovation de premier plan et accélérera la recherche pertinente à la fois en Norvège et dans le monde.

"Actuellement, ce n'est principalement que la culture d'algues pour l'alimentation qui est rentable. Cependant, le développement de nouvelles technologies pour la production de biomasse à grande échelle peut changer cela, " dit Handå. "Dans les décennies à venir, le monde exigera plus d'aliments pour animaux et de grandes quantités de matières premières renouvelables. La production industrielle d'algues peut alors devenir une partie de la solution. Le littoral allongé de la Norvège, associé à un investissement dans la recherche sur la culture des algues, constituera une base solide pour la capacité de la Norvège à réussir à développer la culture des algues en tant qu'industrie commerciale, " il dit.