L’envahissement des plans d’eau par les algues microscopiques

Alvaro Serrano-Cordova

Projet de fin d’études en Biologie

101-AEX-03

Groupe # 62341

Volet 3

L’envahissement des plans d’eau par les algues microscopiques

Département de biologie

Collège Ahuntsic

Résumé

Pour contrer la surutilisation d’énergies fossiles qui nuisent à l’environnement, des recherches scientifiques se sont tournées vers la Chlorella Vulgaris pour créer du biocarburant.  Cette microalgue cultivée en grande quantité dans des cuves doit être exterminée après la synthèse du biodiésel, de manière efficace et écologique. C’est là où la propriété algicide du polyphénol acide tannique, que l’on retrouve dans le thé, va être utilisée. Après avoir extrait le polyphénol du thé Kuding, 0,65 ml d’extrait de thé a été mis dans deux erlenmeyers contenant une même culture de Chlorella vulgaris dans 25 ml de milieu BBM. Deux autres erlenmeyers sans extrait de thé ont été observés en même temps pendant 14 jours. À trois  reprises (jours 0, 11, 14), il y a eu une évaluation quantitative et qualitative des cultures avec le spectrophotomètre et l’hématimètre. Ayant obtenue chronologiquement des moyennes de (23 500 000, 26 400 000, 31 500 000) c/ml ; (0,993- 1,713- 2,076) d’absorbance pour les erlenmeyers expérimentaux, et  (11 030 000, 48 800 000, 29 500 000) c/ml ; ( 1,130 – 1,778 – 2,234) d’absorbance pour les erlenmeyers témoins, il est concluant de dire que l’extrait de thé a été efficace pour diminuer la biomasse d’algues.

Introduction

Les énergies fossiles sont utilisées de manière excessive dans le monde. Il n’est pas possible d’en faire autrement ; la société moderne en dépend essentiellement pour la quasi totalité de ses activités industrielles et de transport. Étant des ressources dites non-renouvelables, il est sûr d’affirmer qu’un jour il n’y en aura plus assez pour satisfaire la demande mondiale. De plus, son utilisation engendre une quantité colossale de CO2. Ce déchet issu de la réaction de combustion contribue aux problèmes de smog, de pluies acides et de réchauffement climatique qui, à leur tour, ont un impact négatif sur la faune, la flore et la santé de tous les êtres vivants.

Afin de présenter une alternative écologique aux combustibles fossiles, les recherches scientifiques se sont dirigées vers un carburant moins conventionnel. C’est pourquoi la Chlorella vulgaris est depuis quelques décennies la vedette sur la scène mondiale  scientifique. Cette microalgue verte d’eau douce qui est particulièrement riche en chlorophylle possède la caractéristique de se développer à une vitesse phénoménale. Additionner au fait qu’elle peut produire 80% de son poids sec en huiles essentielles, son utilisation pour la synthèse de biocarburant est un champ de recherche intéressant (Isabelle Cantin, 2010).

Avant tout, ce biocarburant est d’origine biologique non fossilisé qui provient des déchets et résidus végétaux produits par l’agriculture, la sylviculture et les industries connexes. Les deux biocarburants les plus populaires sont le bioéthanol et le biodiésel.

Chimiquement, le biodiésel se décrit comme un composé organique d’ester méthylique  d’acides gras, à chaines longues et courtes, provenant de la transestérification d’une mole de trilinoléate de glycéryle (huile) par trois moles de méthanol (alcool) (hielscher ultrasonics gmbh, 2016).

Au Canada, il existe une vaste gamme d’alternative comme matière première végétale d’où peut s’extraire l’huile nécessaire au procédé comme : le soja, le lin, le tournesol, le canola, etc. (Ressources naturelles Canada, RNCAN, 2015). Les désavantages que présentent l’utilisation de ces matières premières, dont le marché est très actif, sont, pour les pays tropicaux (ex. Brésil, Colombie) l’expansion des frontières agricoles, la déforestation des forêts natives et la destruction des écosystèmes engendrant celle de la biodiversité (Greenpeace 2009).

Suite à la synthèse du biodiésel, les cultures de Chlorella vulgaris, ne pouvant être rejetées dans les sources d’eau car elles dégraderaient la qualité de l’eau, doivent être éliminées de manière efficace, peu coûteuse et écologique. Cette dernière étape de procédé industriel de synthèse du biodiésel est comparable aux problèmes de surpopulation d’un certain type d’algues bleu-vert dans les sources d’eau douce où elles doivent être éliminées de la même façon, pour éviter la dégradation de la source. Il est donc important de trouver un produit respectant les trois critères que la méthode ‘’d’extermination’’.

Selon E.Lou dans son travail sur les polyphénols allelochimiques agissant sur la Synechocystic Sp, l’acide tannique, un polyphénol, est un bon produit qui permet l’inhibition du photosystème II, qui est la deuxième phase de la photosynthèse. Cet acide ralentit donc, voir même détruit, les cellules faisant la photosynthèse. C’est de là où sort l’idée pour le thé chinois Kudding. Ce thé étant l’un des plus amer sur le marché posssède une concentration d’acide tannique élevé. Effectivement, l’amertume du thé est intimement reliée à la concentration d’acide tannique dans ce dernier.

L’extrait contenant l’acide tannique sera extrait par distillation fractionnée du thé Kuding, composé contenant de l’acide tannique, permettra de faire diminuer la biomasse de deux cultures de Chlorella Vulgaris en fonction de la présence de 0,65 ml d’acide tannique. Ces cultures seront mises dans un milieu BBM et entreposées à température ambiante de 22° C, sous un cycle lumineux 12:12, pendant 14 jours et avec une agitation constante d’une vitesse 12:12. L’utilisation d’un spectrophotomètre et d’un hématimètre permettra la prise de données confirmant l’hypothèse. Il est attendu que les deux erlenmeyers contenants l’extrait de thé Kuding auront une biomasse et une absorbance plus basses que les deux erlenmeyers témoins, car la présence d’acide tannique car les terminaisons phénol vont favoriser l’efflux de l’ATP et des Ions K+ ce qui va ralentir et dénaturaliser la Chlorella Vulgaris (Department of Microbiology, University of Muenster, 1991).

...