Bioconversion du CO[indice inférieur 2] en biomasse algale et utilisation de l’eau usée municipale comme source additionnelle de carbone et d’oligoéléments

• Main Author: Park, Young-In
• Other Authors: Lavoie, Jean-Michel
• Language: French; English
• Published: Université de Sherbrooke 2014
• Subjects: Arthrospira platensis; CO[indice inférieur 2]; Eau usée municipale; Biomasse; Morphologie; Composition chimique
• Online Access: http://hdl.handle.net/11143/6610

Les effets de l'eau usée municipale et des fortes concentrations de CO[indice inférieur 2] sur la production de biomasse, sur la morphologie et sur la composition cellulaire d'une source marine d'Arthrospira (Spirulina) platensis (CCMP 1295) ont été étudiés. Après une comparaison de la dynamique de croissances de quatre souches différentes, la souche CPZA, une souche adaptée au milieu de culture « Zarrouk », a été sélectionnée. La production de biomasse a été déterminée massiquement sur des échantillons assechés. Les modifications au niveau de la morphologie ont été examinées journalièrement par microscopie optique, tandis que les contenus en protéines solubles, en glucides ainsi qu'en pigments (chlorophylle-a, phycocyanine et carotènes) ont été dosés par une approche colorimétrique. Le transfert de souche au milieu de culture Zarrouk a accéléré la production de biomasse par un facteur 12 sous des conditions favorables (3.3 klux à 32°C). Sous une intensité lumineuse plus grande (11 klux), la production a augmenté à 2.8 g/kg de solution après huit jours, ce qui représente une augmentation d'un facteur 17 par rapport à la biomasse initiale. L'ajout d'eau usée jusqu'à un pourcentage de 40 % a été effective en terme de production de biomasse, augmentant la culture jusqu'à une concentration de 3.3 g/kg de solution pendant la même période. La composition chimique des cultures restait relativement constante malgré les différences de milieux de culture. Cependant, l'addition d'eau usée a eu une corrélation négative sur la production nette de biomasse ainsi que sur le contenu en pigments, contrairement aux glucides qui ont démontré une augmentation allant parfois jusqu'à un facteur 5 dans une mixture composée à 80 % d'eau usée. Cette concentration d'eau usée a aussi permis d'observer de la chlorose. Malgré ces modifications, la morphologie des cellules n'a pas changé significativement, demeurant approximativement à 1 mm de longueur et aux environs de 10 spirales/trichome. Avec la concentration la plus élevée de CO[indice inférieur 2], la croissance s'est rapidement accélérée, d'abord dans le milieu Zarrouk pur, la production atteignant une densité de 3,6 g/kg solution après 8 jours sous un flux composé à 2 % de CO[indice inférieur 2]. Contrairement à l'addition d'eau usée, un changement systématique en morphologie a été observé. En effet, le trichome devient plus court et la spirale devient moins serrée si l'on compare à une culture employant des concentrations de CO[indice inférieur 2] semblables à celles de l'air ambiant. La concentration des pigments (spécialement les carotènes) et des protéines solubles diminue rapidement avec une augmentation de CO[indice inférieur 2], bien que le contenu en glucide dans ce cas également augmente proportionnellement. Une combinaison d'une haute concentration d'eau usée et de CO[indice inférieur 2] accélérait généralement le taux de croissance au début de culture. Cependant, un contenu atteignant 8 % de CO[indice inférieur 2] s'est démontré fatal pour des cultures impliquant de 20 % à 60 % d'eau usée, et ce, dès le 6e jour. En effet, une lyse prématurée des cellules a été observée. Il est tout de même particulier qu'une combinaison de hautes teneurs en CO[indice inférieur 2] et en eau usée dans le milieu de croissance ait pu mener à une synergie au niveau de la production de la biomasse, tout comme pour la production de chlorophylle-a, de phycocyanine et de protéines solubles. Ces résultats pourront s'avérer intéressants pour le développement d'une éventuelle stratégie de culture d'algue.