Recherche et innovation

Phyto'Récolte - Optimiser le système de production d'huitres dans la lagune de Thau

statut du projet | En cours
Détails de la manifestation
Date de début : Janvier 1
Date de fin : Janvier 3
Appel à projets de recherche : GRAINE - Gérer, produire et valoriser les biomasses : une bioéconomie au service de la transition écologique et énergétique
Année de l’appel à projets : 2021
Programme de la stratégie de Recherche : Déchets et matière, collecte, tri, recyclage et valorisation
Programme de la stratégie de Recherche : Production durable des matières agricoles et forestières
Programme de la stratégie de Recherche : Caractérisation, mobilisation et valorisation de la biomasse
Programme de la stratégie de Recherche : Gestion durable des sols, sites pollués et stockage du CO2
Organisme coordinateur : inalve
Partenaires : Inria - Inria
Partenaires : LOV - UPMC
Partenaires : Cambon et Fils
Zone d’implantation
des porteurs du projet :
Occitanie / Herault / Meze
Provence-Alpes-Côte-D'azur / Alpes-Maritimes / Villefranche sur Mer

Grâce à une innovation technologique dans la culture des micro-algues, le projet Phyto'Recolte a pour objectif d'améliorer la production d'huitres d'un point de vue écologique et économique.

Les systèmes actuels de production de microalgues en suspension dans d’importants volumes d’eau ne sont satisfaisants ni économiquement ni écologiquement. Le principal problème est la récupération de la biomasse (pompage de l’eau, filtration, centrifugation) qui couvre à elle seule 30% du coût énergétique du procédé. La rupture technologique de culture de microalgues en biofilms développée par inalve permet de s’affranchir de cette difficulté. Le biofilm étant un assemblage concentré de microalgues se développant sur un support, sa récolte peut se faire par simple raclage. La production de biofilm est un procédé maitrisé chez inalve qui a développé de nouveaux prototypes de culture de biofilm mobile. L’objectif de ce projet est d’aller plus loin, en mettant au point un système de récolte intelligent et automatisé. Un démonstrateur de production de microalgues et le système de récolte associé d’environ 20 m² seront installés chez l’ostréiculteur partenaire pour alimenter les huitres et stopper la mortalité qui intervient au cours de leur stockage avant commercialisation (20% de pertes). Cette nouvelle approche de la production de microalgues contribuera à offrir une solution technique à la crise que traverse le secteur de l’ostréiculture (surmortalité, -20% de production pour -10% d’emploi depuis 2008).

Quatre verrous technologiques ont été identifiés pour être levés :
-    développer un capteur non intrusif permettant de suivre le développement de la biomasse sous forme de biofilm. Ce capteur devra être précis, sensible, fiable.
-    comprendre les effets de la récolte sur la productivité du biofilm pour en optimiser la fréquence.
-    développer et calibrer un modèle capable de prédire l’évolution de la biomasse en fonction des paramètres abiotiques et biotiques mesurés, permettant ainsi de définir la stratégie de gestion de la récolte.
-    développer le racleur automatisé et y intégrer les points précédents (capteur, modèle et stratégie de gestion) pour obtenir un système intelligent capable d’optimiser la récolte pour maximiser la productivité totale du système.

Les résultats attendus en terme de :
-    Efficacité énergétique :
Diminution des besoins énergétiques par unité de biomasse produite (W.kg-1microalgue). Attendus : économies d’énergie entre 30 et 50% en comparaison avec les systèmes de productions classiques (raceway).
-    Réduction des gaz à effet de serre :
Les microalgues photosynthétiques fixent d’importantes quantités de CO2 (2 kgCO2/kgbiomasse). Optimiser leur croissance revient directement à optimiser la fixation du CO2.
-    Qualité de l’eau :
Le pilotage de la récolte permet de minimiser l’utilisation d’intrants pour une eau en sortie propre et recyclée. Attendus : concentrations en nitrates et phosphates en eau de sortie inférieures aux normes (50 et 5 mg/L respectivement).
-    Consommation des ressources naturelles (impact direct) :
Limitation de la consommation en eau. L’optimisation de la récolte peut permettre de réduire de 60% la demande en eau. Attendus : réduction de 20 à 30% de la demande en eau en comparaison avec les systèmes de productions classiques (raceway).
Le pilotage des cultures permet d’améliorer la productivité du système (KgBiomasse/m²/j), donc de diminuer les besoins en surface à production constante. Attendus : réduction d’un facteur 4 des besoins en surfaces en comparaison avec les systèmes de productions classiques.

D’un point de vue économique, le projet phyto’Récolte permettra donc :

La sécurisation des exploitations ostréicoles. Garantir une conservation du taux de chair, ainsi que la survie des huîtres lors du stockage dans les bassins en circuit fermé pendant les périodes de fermeture ou durant le stockage avant-vente pouvant durer plusieurs semaines. Il permettra également la standardisation des produits tout au long de l’année, donc des CA prévisionnels plus fiables pour l’ostréiculteur.

L’amélioration de la qualité des huîtres. L’augmentation du taux de chair, en passant d’un indice moyen de 11 à un indice supérieur à 14 (de huitres spéciales à super spéciales respectivement) procure un produit de meilleure qualité de valeur plus élevée (prix de vente moyen +25%). De même, lors de ce stockage, la nutrition avec des microalgues particulières peut entrainer une coloration des huitres (bleutée, vert d’eau…) améliorant l’aspect visuel, plus agréable, pour un nouveau produit (prix de vente moyen de + 200 à +400%).

Les systèmes actuels de production de microalgues en suspension dans d’importants volumes d’eau ne sont satisfaisants ni économiquement ni écologiquement. Le principal problème est la récupération de la biomasse (pompage de l’eau, filtration, centrifugation) qui couvre à elle seule 30% du coût énergétique du procédé. La rupture technologique de culture de microalgues en biofilms développée par inalve permet de s’affranchir de cette difficulté. Le biofilm étant un assemblage concentré de microalgues se développant sur un support, sa récolte peut se faire par simple raclage. La production de biofilm est un procédé maitrisé chez inalve qui a développé de nouveaux prototypes de culture de biofilm mobile. L’objectif de ce projet est d’aller plus loin, en mettant au point un système de récolte intelligent et automatisé. Un démonstrateur de production de microalgues et le système de récolte associé d’environ 20 m² seront installés chez l’ostréiculteur partenaire pour alimenter les huitres et stopper la mortalité qui intervient au cours de leur stockage avant commercialisation (20% de pertes). Cette nouvelle approche de la production de microalgues contribuera à offrir une solution technique à la crise que traverse le secteur de l’ostréiculture (surmortalité, -20% de production pour -10% d’emploi depuis 2008).

Quatre verrous technologiques ont été identifiés pour être levés :
-    développer un capteur non intrusif permettant de suivre le développement de la biomasse sous forme de biofilm. Ce capteur devra être précis, sensible, fiable.
-    comprendre les effets de la récolte sur la productivité du biofilm pour en optimiser la fréquence.
-    développer et calibrer un modèle capable de prédire l’évolution de la biomasse en fonction des paramètres abiotiques et biotiques mesurés, permettant ainsi de définir la stratégie de gestion de la récolte.
-    développer le racleur automatisé et y intégrer les points précédents (capteur, modèle et stratégie de gestion) pour obtenir un système intelligent capable d’optimiser la récolte pour maximiser la productivité totale du système.

Les résultats attendus en terme de :
-    Efficacité énergétique
Diminution des besoins énergétiques par unité de biomasse produite (W.kg-1microalgue). Attendus : économies d’énergie entre 30 et 50% en comparaison avec les systèmes de productions classiques (raceway).
-    Réduction des gaz à effet de serre
Les microalgues photosynthétiques fixent d’importantes quantités de CO2 (2 kgCO2/kgbiomasse). Optimiser leur croissance revient directement à optimiser la fixation du CO2.
-    Qualité de l’eau
Le pilotage de la récolte permet de minimiser l’utilisation d’intrants pour une eau en sortie propre et recyclée. Attendus : concentrations en nitrates et phosphates en eau de sortie inférieures aux normes (50 et 5 mg/L respectivement).
-    Consommation des ressources naturelles (impact direct) :
Limitation de la consommation en eau. L’optimisation de la récolte peut permettre de réduire de 60% la demande en eau. Attendus : réduction de 20 à 30% de la demande en eau en comparaison avec les systèmes de productions classiques (raceway).
Le pilotage des cultures permet d’améliorer la productivité du système (KgBiomasse/m²/j), donc de diminuer les besoins en surface à production constante. Attendus : réduction d’un facteur 4 des besoins en surfaces en comparaison avec les systèmes de productions classiques.

D’un point de vue économique, le projet phyto’Récolte permettra donc :
La sécurisation des exploitations ostréicoles. Garantir une conservation du taux de chair, ainsi que la survie des huîtres lors du stockage dans les bassins en circuit fermé pendant les périodes de fermeture ou durant le stockage avant-vente pouvant durer plusieurs semaines. Il permettra également la standardisation des produits tout au long de l’année, donc des CA prévisionnels plus fiables pour l’ostréiculteur.
L’amélioration de la qualité des huîtres. L’augmentation du taux de chair, en passant d’un indice moyen de 11 à un indice supérieur à 14 (de huitres spéciales à super spéciales respectivement) procure un produit de meilleure qualité de valeur plus élevée (prix de vente moyen +25%). De même, lors de ce stockage, la nutrition avec des microalgues particulières peut entrainer une coloration des huitres (bleutée, vert d’eau…) améliorant l’aspect visuel, plus agréable, pour un nouveau produit (prix de vente moyen de + 200 à +400%).

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