Développement et conduite automatique de bioprocédés exploitant les microalgues

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Les microalgues sont l’objet de beaucoup d’attention actuellement, avec un potentiel important pour des applications variées. Leur capacité à assimiler le CO2 et à le transformer en molécules d’intérêt représente souvent le principal attrait pour leur utilisation. Au Canada, peu de travaux ont encore été réalisés sur la mise à l’échelle des productions de microalgues et leur valorisation. Un élément dont dépend l’avènement de ces nouveaux procédés est la productivité qui doit être augmentée. La mixotrophie combine la captation de CO2 à la consommation de composés organiques, permettant d’augmenter la productivité déjà d’un facteur 10. Cette façon de faire réduit aussi la dépendance des photobioréacteurs à la lumière, ce qui réduit les contraintes sur leurs dimensions, améliorant du même coup les perspectives de mise à l’échelle vers des niveaux industriels. En photobioréacteurs mixotrophes, la productivité par unité de volume est de 100 fois celle des systèmes ouverts de type « raceway », ce qui pourrait être compétitif à assez court terme. L’objectif de cette programmation de recherche est de favoriser l’essor de ces bioprocédés pour la production de composés d’intérêt, par le développement des procédés eux-mêmes ainsi que l’élaboration et l’implantation de stratégies de conduite automatique performantes, maximisant la productivité en tout temps et permettant de moduler la composition de la biomasse selon des buts visés. Ces deux aspects sont complémentaires et souvent importants à considérer ensemble : les données acquises au stade du développement du procédé peuvent ainsi servir plus tôt dans le processus pour faire avancer en même temps la compréhension des phénomènes (par la modélisation) et les façons d’en exploiter les propriétés par les algorithmes de contrôle et d’optimisation. Cette façon de faire permettra d’économiser un temps précieux vers la finalité visée. La valeur ajoutée des projets et de la formation se retrouve dans : (i) la combinaison d’un fort volet expérimental sur les microalgues et de l’automatisation de véritables photobioréacteurs à l’échelle pilote (combinaison qui est non seulement unique au Canada mais qui est aussi très importante pour la science du fait que les défis d’avenir pour ces productions en sont précisément à cette étape, ce qui aura un impact certain quant à l’originalité des contributions à l’avancement des connaissances), (ii) l’approche particulièrement concrète des projets, (iii) la formation sur une grande variété d’équipement de pointe, (iv) la formation multidisciplinaire, qui favorise le développement d’aptitudes interpersonnelles (en plus des aptitudes scientifiques très importantes et variées) pour la collaboration avec des professionnels d’autres disciplines.