Effet des flux lumineux sur la productivité en hydrocarbures de la microalgue, Botryococcus braunii BOT-22

Effect of light supply on the hydrocarbon enriched microalga, Botryococcus braunii BOT-22

• Auteur / Autrice : Bahareh Sadeghin
• Direction : Jack Legrand, Mohammad Hossein Sarrafzadeh, Dominique Grizeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance le 27/09/2017
• Etablissement(s) : Nantes en cotutelle avec Faculté d'agronomie (Karadj, Iran)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Jury : Président / Présidente : Ali Mohammed Faramarzi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Dupré
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Carole Molina, Soheila Yaghmaei

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydrocarbures

Microalgues

Énergie de la biomasse

Mots clés libres

Photobioréacteurs

Cycles lumineux

Résumé

Botryococcus braunii Bot-22 a été cultivée dans un photobioréacteur plat dans des conditions photoautotrophiques continues. Deux densités de flux de photons (PFD) de 50 et 500 μmol quanta m-2 s-1, deux taux de dilution de 0.178 et 0.357 d-1, trois concentrations différentes d'oxygène dissous et deux périodes de exposition à la lumière ont été appliquées pour produire de différentes productions de biomasse et 'd'hydrocarbures et de profil d’acides gras. L'augmentation de dix fois du PAR-PFD appliqué sur la surface du photobioréacteur induit une augmentation transitoire du rEX, avant d'atteindre un nouvel état stationnaire correspondant à une productivité de la biomasse de 21.34 g m-2 d-1, qui représente une augmentation de 360 % par rapport à la productivité obtenu sous 50 μmol quanta m-2 s-1. En revanche, aucun changement apparent de rEX n'a été observé après avoir doublé le taux de dilution à PFD constant et cela malgré une double augmentation de la productivité de la biomasse jusqu'à 47.8 g m-2 d-1. La productivité des hydrocarbures extracellulaires a suivi la même tendance que les celle de biomasse, atteignant une valeur maximale de 12.4 g m-2 d-1 pour un rendement estimé de la biomasse sur l'apport lumineux de 1.1 g mol de photons-1. La productivité d'hydrocarbures la plus élevée correspondait aux photons continus, une dilution de 0.357 d-1, 500 μmol quanta m-2 s-1 et à 4 % de la concentration d'oxygène dissous. Les principaux acides gras du «B. braunii race B strain BOT-22 fatty acids » étaient l'acide oléique, l'acide palmitique, l'acide a-linoléique, et l'acide stéarique.

Botryococcus braunii Bot-22 was cultivated in a flat-panel photobioreactor under continuous photoautotrophic conditions. Two photon flux densities (PFD) of 50 and 500 μmol photons m-2 s-1, two dilution rates of 0.178 and 0.357 d-1, three different dissolved oxygen concentration and two light periods were applied to provide different biomass and hydrocarbon production and fatty acids profile. The tenfold increase of the PAR-PFD applied on the photobioreactor surface induced a transient increase of rEX, before reaching a new steady state corresponding to a biomass productivity of 21.34 g m-2 d-1, a 360 % increase as compared to the productivity obtained under 50 μmol photons m-2 s-1. By contrast, no apparent change of rEX was observed after doubling the dilution rate at constant PFD, despite a twofold increase of the biomass productivity, up to 47.8 g m-2 d-1. The extracellular hydrocarbons productivity followed the same trend as the biomass data, reaching a maximal value of 12.4 g m-2 d-1 for an estimated biomass yield on light supply of 1.1 g mol photons-1. The highest hydrocarbon productivity was corresponding to continuous light, dilution rate of 0.357d-1, 500 μmol photons m-2 s-1 and 4 % of dissolved oxygen concentration. The main fatty acids of B. braunii race B strain BOT-22 fatty acids were, oleic acid, palmitic acid, a-linoleic acid, and stearic acid.