Modélisation de l’influence du CO2 dissous sur la croissance des microalgues

Laboratoire d’accueil

DRT/CTREG/DSUD/MicroAlgae Processes (MAP)

CEA Cadarache, Bâtiment 980, F-13108 Saint-Paul-Lez-Durance

La plateforme MAP accueille divers systèmes de culture de microalgues de l’échelle laboratoire (mL) au pilote semi-industriel (m³), ainsi que les moyens analytiques pour étudier la croissance de ces microorganismes photosynthétiques.

Contexte et objectif du stage

Les microalgues sont des microorganismes convertissant l’énergie lumineuse et le CO₂ en nouvelle biomasse par la photosynthèse. Elles présentent un intérêt industriel pour de nombreux marchés : la cosmétique, la nutraceutique, l’alimentation animale, etc… (Barbosa et al., 2023). On évalue la production mondiale à environ 20 000 tonnes/an pour un chiffre d’affaires d’environ 200 millions d’euros. Le marché des microalgues est en pleine expansion car la demande croît fortement pour des produits cosmétiques bio-sourcés et pour des aliments sains et riches en vitamines, fer, oméga 3, etc…

Dans le contexte du bouleversement climatique, une des applications les plus convoitées concerne la bioremédiation du CO₂ (Keffer et al., 2002). Cependant, cette dernière n’a permis que très peu de réalisations industrielles car les coûts restent encore importants.

L’objectif de ce stage sera d’étudier expérimentalement les effets de la concentration en CO₂ dissous sur la croissance d’une microalgue modèle.

Descriptif du stage

Ce stage se déroulera selon le plan suivant :

• Bibliographie sur les modèles existants décrivant les effets de la concentration en CO₂ dissous sur la croissance des microalgues
• Tests de l’influence de la concentration en CO₂ dissous sur une microalgue modèle. La réponse des microalgues à la lumière (courbe PI pour photosynthèseirradiance) sera mesurée par oxymétrie et/ou par fluorescence de la photosynthèse. Différentes concentrations en CO₂ dissous et températures seront appliquées. Ces essais seront réalisés dans un banc expérimental nommé CRISMAS (pour CaRatérIsation de Souches de MicroAlgueS).
• Paramétrisation d’un modèle caractérisant la croissance des microalgues en fonction de la concentration en CO₂ dissous. Calibration grâce aux essais réalisés dans le banc CRISMAS.
• Tests de validation en culture sur plusieurs jours

Informations sur le stage

Date de démarrage souhaitée: début 2025

Durée: 6 mois

Gratification : selon barème CEA

Références
Barbosa et al., 2023. https://www.cell.com/trends/biotechnology/fulltext/S0167-7799(22)00345-6

Keffer et al., 2002. https://doi.org/10.1038/sj.jim.7000313

Profil recherché

Etudiant(e) en Master 2 ou en 3^ième année d’école d’ingénieur avec des compétences en programmation et un goût pour l’expérimental, le génie des procédés et les biotechnologies.