Projet VERTECH I : Implantation d une ferme algale dans le parc industriel de Victoriaville

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Vincent Trudeau
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1 28ieme congrès de l AQME Projet VERTECH I : Implantation d une ferme algale dans le parc industriel de Victoriaville Kokou Adjallé et collaborateurs Chaire de recherche industrielle en environnement et biotechnologie (CRIEB) Université du Québec à Trois-Rivières 9 mai 2004, Victoriaville 1

2 PLAN DE LA PRÉSENTATION Les algues / Microalgues Les grands réseaux de production Les expertises de la CRIEB: Projet RTA Projet Vertech I à Victoriaville 2

Les algues Algues = macroscopiques + microscopiques Eucaryotes unicellulaires ou pluricellulaires (algues rouges, brunes, jaunes et vertes) Procaryotes (algues bleues ou cyanobactéries) DIFFÉRENTS

3 Les algues Algues = macroscopiques + microscopiques Eucaryotes unicellulaires ou pluricellulaires (algues rouges, brunes, jaunes et vertes) Procaryotes (algues bleues ou cyanobactéries) DIFFÉRENTS MÉTABOLISMES Type de métabolisme Molécules consommées Molécules fabriquées Chemin métabolique Photoautotrophie CO 2 + H 2 O + sels minéraux Molécules organiques Photosynthèse + O 2 Hétérotrophie Composés organiques CO 2 + H 2 O + + O 2 molécules organiques Respiration Mixotrophie CO 2 + H 2 O + O 2 + sels minéraux + composés organiques Molécules organiques + CO 2 + H 2 O + O 2 Photosynthèse et respiration 3

Culture de microalgues à des fins énergétiques et pour la séquestration du CO2 Opportunités de recherche et commerciales pour les 25 prochaines années Elles sont perçues comme des

4 Culture de microalgues à des fins énergétiques et pour la séquestration du CO2 Opportunités de recherche et commerciales pour les 25 prochaines années Elles sont perçues comme des biocarburants de 3e génération Déjà plus de 40 ans que le NREL y travaille Au Canada, emphase sur le traitement des eaux usées couplé à la capture de CO2 Algal Carbon Conversion Flagship 4

Pas de compétition avec les terres agricoles Fort potentiel de séquestration de CO2

5 Avantages des algues P/r aux plantes terrestres : Rendement annuel par acre de 30 à 100 X supérieur Possibilité de les cultiver en continu Dépend peu ou pas des saisons Pas de compétition avec les terres agricoles Fort potentiel de séquestration de CO2 Plusieurs molécules plateformes ou coproduits : Huiles, amidon, protéines Confidentiel, 5

6 Système de culture Photobioréacteurs Bassin «piste de course» Fermenteurs 6

7 Confidentiel, 7

8 Les grands réseaux 8

9 Many institutions working on algae, but very few businesses Leading the Algal Carbon Conversion Flagship National Research Council of Canada NRC-Halifax Working on algae production for the last 40 years NRC-Halifax + Canadian Natura + Ponds Biofuels Alberta new co-located project with oil sands industry Algae group lead by D. Levin

10 Les expertises de la CRIEB Projet RTA 10

11 Intégration de la culture de micro-algues à des fins énergétiques dans une aluminerie Rio Tinto Alcan INTL, UQTR, Alga-Labs, Innofibre et CNETE 11

12 Contexte Intérêt de Rio Tinto Alcan (RTA) pour la biomasse Difficulté à sécuriser l approvisionnement en biomasse forestière ou en résidus forestiers, malgré l abondance dans la région Pourquoi ne pas produire sa propre biomasse en cultivant des microalgues? Sécurise l approvisionnement en biomasse Partenariat avec un producteur d algues Synergie locale avec des fournisseurs de sources de C 12

Approche de co-habitation et multisectorielle Aluminerie Smelter plant Production hétérotrophe/ mixotrophe Heterotrophicmixotrophic production Biogaz Récolte et conditionnement avec technologies

13 Approche de co-habitation et multisectorielle Aluminerie Smelter plant Production hétérotrophe/ mixotrophe Heterotrophicmixotrophic production Biogaz Récolte et conditionnement avec technologies papetières Pulp&paper technologies Digestion Combustion Biomasse algale à fort contenu en huiles High rich lipid algae biomass Carbone, nutriments, énergie C, nutrients, energy Sources de carbone locales Local C sources Glycerol Biodiesel Bio-huile améliorée Upgraded Bio-oil Rupture cellulaire et extraction huile avec des techniques inspirées des papetières Cell disruption and oil extraction using pulp & paper techniques Pyrolyse avec résidus industriels Pyrolysis with industrial residues 13

14 Programme de recherche Objectif 3 Biomasse algale Alga-Fuel TM 10m 3 tank Objectif 1 AlgaFuel TM 10m 3 (objectif 2) Huiles, résidus Combustion, biocarburants, biogaz (objective 4)

15 Pilot tank Alga-Fuel TM 10m 3, Trois-Rivières, QC Inoculum Innofibre pulp and paper plant 15 Culture

16 Projet Vertech Ville de Victoriaville 16

17 Contexte Réseau Sésame Villes dévouées au développement durable et s échangeant des idées (Poitiers-Charentes, La Fayette, Syracuse, Victoriaville ) Rassemble des chercheurs et des acteurs du monde culturel et économique, intéressés par la recherche de solutions globales et pérennes Le Maire de Victoriaville est le président du Réseau Sésame Rencontre annuelle dans l une des villes membres 2013 : La Rochelle en France 2014 : Ville de Victoriaville avec Vertech 2014 Vertech Rencontres scientifiques, d affaires et technologiques dans la continuité du Réseau Sésame Symposium annuel réunissant les institutions locales, les intervenants municipaux et les entreprises de la ville-région hôte avec des délégations des villes membres 17

18 Mission à la Ville de La Rochelle (France) en mai 2013 Organisée par la Ville de Victoriaville et le CRIBIQ pour relancer les activités du Réseau Sésame Participation à la conférence VERTECH 2013 Victoriaville, UQTR, U.Sherbrooke, INRS-IAF, CRIQ, CRIBIQ, Lafayette, Potiers-Charentes, U.Potiers, Valagro Tous les participants se sont entendus pour élaborer des projets «Vertech» d ici l événement VERTECH 2014 à Victoriaville Innovateur, rassembleur, local et rayonnement international Thèmes rassembleurs : chimie verte, microalgues 18

PROJET VERTECH I VILLE DE VICTORIAVILLE ET COLLABORATEURS

de Victoriaville Parc industriel Parmalat Victoriaville

Parmalat) et récupération de la chaleur perdue de l usine

graisses des eaux usées Autres sources locales de C, N, P

en huiles Biométhanisateurs Digestat locaux Biomasse

microalgues en fioles et bassins, technologie AlgaFuel TM

19 PROJET VERTECH I VILLE DE VICTORIAVILLE ET COLLABORATEURS Huiles Rupture cellulaire et extraction des huiles Ville de Victoriaville Parc industriel Parmalat Victoriaville Station d épuration d eaux usées Achille-Gagnon Eaux usées du parc (ex. Sani-Marc, Parmalat, Canlac), résidus organiques (ex. Parmalat) et récupération de la chaleur perdue de l usine de Parmalat ou autres usines locales Enlèvement huiles et graisses des eaux usées Autres sources locales de C, N, P Résidus huiles et graisses Pâte de biomasse algale riche en huiles Biométhanisateurs Digestat locaux Biomasse résiduelle Cultures hétérotrophes/mixotrophes de microalgues en fioles et bassins, technologie AlgaFuel TM Additifs pour peinture Biolubrifiants et bionettoyants Biodiésel Chimie verte pour fractionner et modifier les huiles

20 Travaux préliminaires Information obtenue sur les volumes et caractéristiques des eaux usées de Sani-Marc, Canlac et Parmalat Échantillonnage: eaux usées de Sani-Marc, Canlac et Parmalat Isochrysis Galbana (reconnue pour sa production de C10:0 et déjà cultivée à grande échelle) Isolation d un premier consortium d algues-bactéries appelée «souche Victo1» Début des expériences en fioles pour développer et adapter la souche Victo1 à un milieu de culture conventionnel contenant une proportion d un mélange d eaux usées de Parmalat, Canlac et Sani-Marc 20

21 Densité cellulaires (cell/ml) Résultats préliminaires Développement et adaptation de la souche Victo1 Croissance cellulaire selon le % d'eaux usées dans le milieu de culture 7,00E+07 6,00E+07 5,00E+07 4,00E+07 3,00E+07 2,00E+07 20% 40% 50% 1,00E+07 0,00E Jours 21

22 C10:0 C11:0 C12:0 C13:0 C14:0 C14:1 C15:0 C15:1 C16:0 C16:1 C17:0 C17:1 C18:0 C18:1 C18:2 C18:2(n-6) C18:3(n-6) C18:3(n-3) C20:0 C20:1(n-9) C20:2 C20:3 C21:0 C20:4(n-6) C20:3(n-3) C20:5(n-3) C22:0 C22:1 C22:2 C23:0 C24:0 C22:6 Acides gras (%) Résultats préliminaires 35 Proportions en différents acides gras de la souche Victo 1 (20% de son poids sec constituent de l huile)

23 Travaux à venir Poursuite des expériences en fioles pour l adaptation de la souche Victo1 à de plus grandes proportions en eaux usées Analyse des eaux usées pour recueillir les données manquantes Début du projet de doctorat de Frédérique pour accroître les rendements en biomasse et en huiles des souches Début des expériences en photobioréacteur l étudiant à la maîtrise Louis- Philippe Théroux 23

24 Équipes participantes Équipe Simon Barnabé (UQTR) 24

25 Organismes subventionnaires 25

26 Prix Célébrons Le Partenariat 2013 de l ADRIQ 26

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