Système d’éclairage solaire : optimisation de la photosynthèse des systèmes de culture de microalgues

Problématique

La culture de microalgues est très intéressante, car elle permet, entre autres, la bioséquestration du CO2 et la production de bioénergie ou de biomolécules (produits à haute valeur ajoutée). La culture des microalgues en étang extérieur qui utilise la lumière solaire, technologie verte par excellence, est cependant limitée par la quantité de lumière solaire disponible et l’efficacité de la photosynthèse.

Deux gammes de solutions sont présentement disponibles : les étangs de type « raceway » et les systèmes fermés. Les étangs de type « raceway » visent un coût d’implémentation faible, mais souffrent cependant d’une efficacité de photosynthèse réduite. Les systèmes fermés (tubulaires, panneaux ou autres) sont, quant à eux, plus performants, mais aussi plus dispendieux (en plus d’introduire de nouvelles difficultés au niveau de l’écoulement et des échanges gazeux, par exemple). Le CRIQ (Centre de Recherche Industrielle du Québec) s’est joint à l’INO pour optimiser la croissance d’algues dans les étangs ouverts.

  • Réacteur en lumière solaire

Solution

L’INO a mis au point des éléments optiques dédiés (en attente de brevet) d’une conception très simple et de faible coût. Ces éléments optiques augmentent l’efficacité de la photosynthèse des microalgues. Dans une approche système, ces éléments sont installés dans l’étang ouvert pour capter et distribuer en profondeur la lumière solaire. La productivité est ainsi grandement améliorée. Cette approche bénéficie des avantages de simplicité des étangs ouverts, tout en offrant un gain important de productivité au moins comparable à celui des systèmes fermés.

L’expertise de l’INO, dans le développement d’éléments optiques ayant des caractéristiques et performances requises par les applications, est au cœur de cette réalisation. Plusieurs capacités clefs de l’INO ont été mises en œuvre : solides connaissances des besoins en lumière du processus de photosynthèse; maîtrise des caractéristiques de la radiation solaire, incluant les phénomènes météo; et capacité de modélisation, de fabrication et de tests des éléments optiques.

Cette solution a été développée pour les applications qui requièrent un bilan carbone positif et pour celles dont les caractéristiques de coût/performances sont exigeantes (par exemple, la production de biodiesel). Elle serait aussi un avantage certain pour toutes applications utilisant la croissance de microalgues pour la production de biomolécules. Elle peut aussi être aisément adaptée et intégrée aux étangs déjà existants, voire adaptée aux systèmes fermés.

De plus

Pour en apprendre davantage sur ce projet conjoint entre l'INO et le CRIQ, vous pouvez consulter les deux articles suivants :

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