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Les grandes algues marines: Production

de masse etEtat de l’art vers les

bioraffineries

Philippe PotinIDEALG Scientific [email protected]

Philippe POTIN- Concarneau PDD 2016

Qu’est-ce qu’une grande algue?

25 000 espèces dans le monde700 espèces en Bretagne

Brunes

Rouges

Vertes


Composition biochimique

Carbohydrate (sucres)~50%

Alginate, fucoidanes, laminarines, mannitol

Agar, carraghénanes,porphyranes, xylanes ,

Ulvanes, galactanes,xylanes

Proteines Acides aminés, lectines

Lipides<2% Acides gras AA and EPA

Pigments Carotenoides, Fucoxanthines

AutresPhlorotannins, mineraux, vitamines…..


Qu’est-ce qui est exploité?

Carbohydrate (sucres)

Alginate, fucoidanes, laminarines, mannitol

Agar, carrageenans,porphyranes, xylanes

Ulvanes, galactanes,xylanes

Proteines Acides aminés, lectines

Lipides AA & EPA

PigmentsCarotenoides, Fucoxanthines

AutresPhlorotannins, mineraux, vitamines…..


Une source de nourriture excellente


Dans l’aquaculture mondiale


World production (2010)

20 M tons fresh Markets (% of tonages)

Cultivation Harvesting Colloids

Chem., Agriculture, FeedFood

Dans l’aquaculture mondiale


Leur valeur mondiale

Colloides

Chem., Agriculture, FeedAlimentation

Chiffre d’affaires 6 à 8 milliards €


Leur valeur mondiale

Production mondiale

Tonnages Cultures + Récolte Valeur de la culture

2 000 personnes

400 million € C.A.

( (50% cosmétique)

Culture 80 k€


Asia: Pyropia aquaculture (nori)


Les algues utilisées dans l’industrie


FMC

Cargill/Algaia

DuPont-DaniscoBright Moon

Xunshan

Production d’alginates d’algues brunes


Les alginates biomédicaux

•Tablet disintegrant

•Dietary Product

•Swelling properties in stomach give

“full” feeling

•Controlled release of medicinal drugs

•Active ingredient placed in bead

and slowly released when exposed

environment

Novel surgical adhesives

(Sealantis)

•Stable fibers are excellent dressing materialDo not adhere to wound

Some news from the seaweed sector


Leilli

Kelpak,

AfrikelpSeasol

Maxicrop

Algagreen

Goëmar

Acadian SP

Agrotonic

Biostimulants et bicontrôle en agriculture


Bioresource challenges

Jueterbok et al. (2013) Climate change impact on seaweed meadow distribution in the North Atlantic rocky intertidal. Ecology and Evolution, 3, 1356–1373

Menaces: changement global



Effets régionaux

Tempêtes et houles de l’hiver 2014

plus de 50% de la biomasse de L. digitata s’est échouée

sur la côte?

Menaces: effets régionaux

Philippe POTIN- Concarneau PPD 2016

Les algues rouges utilisées par l’industrie


Kappaphycus & Eucheuma, production de carraghénanes

SE Asie & Afrique : algues tropicales


harvest

planting

Aquaculture des Eucheumoids


Gracilaria & Hydropuntia, agar-agar production

Pond used for Gracilaria cultivation, Sulawesi, Indonesia.

SE Asie & Afrique : algues tropicales


Aquaculture des algues vertes


Marées vertes


Distribution of drifting Sargassum rafts derived from MERIS satellite images across the central Atlantic Ocean. An average year (2010, top panels) compared with the spectacular 2011 event (bottom panels). From left to right, panels show May, July and September for both years. High concentrations are shown in white and red, and low concentrations in deep blue. Note the high Sargassum concentrations in the north-western Gulf of Mexico in May for both years.

Golden tides


Aquaculture (Multi-Trophique intégrée (AMTI)


Innovalg Bouin

Canada, NS

France, Vendée

Aquaculture à terre


Hana-Tsunomata™ when

translated from Japanese

means "Flower Chondrus".

Other common references to

Hana-Tsunomata™ sea

vegetables include Hana-

nori™ ("Flower seaweed"),

Cultivated Chondrus,

Kaede-nori ("Maple

seaweed") and Hana-

sakura-sou ("Cherry

blossom sea plant").

Quand la culture fait fleurir Chondrus crispus

Aquaculture en bassins à terre


Les cultures à grande échelle en Chine

20-85t/ha/an

Saccharina (Laminaria) japonica Fermes en mer ouverte, 40 000 ha


Aquaculture en mer

Philippe POTIN- Monday March 30h 2015, Brussels

European seaweed aquaculture

- Most often experimental sitesNorway, Denmark, Germany, Netherlands, France, Portugal, Spain, Ireland, Scotland, Faroe Islands

- A few commercial operations:

Galicia, BrittanyIrelandGermanyPortugal,

www.seaweedenergysolutions.com/ -

Aquaculture offshore

Le futur ou du rêve?


Des rêves et la réalité!!!

Aquaculture offshore



Des faits en France

L’algoculture en Europe

C-Weed (12 ha)Aleor (12 ha +20!)

Pesca (40 ha)

Ushant(10 ha)

Biocean (4 ha)

Cabelguen (4 ha)Saccharina, L. ochroleuca

Surtout duWakamé


Algues&MerOuessant

Aquaculture en mer pour les

Biotechnologies

et la cosmétique

Seaweed aquaculture

Les grandes

algues marines

peuvent-elles

conquérir nos

assiettes et

remplir nos

réservoirs?

Cultures à grande ou petite échellesEspèces introduites et pollution génétique.

Lesconil 150 ha

Autres projets:29: Moëlan 250 ha22: 200ha35: xxx ha

L’algoculture de demain en Bretagne?


Bioresource challengesDéfi: la sélection variétale

Lever les verrousmajeurs enalgoculture

- Cycle de vie et reproduction

- Sélection de génotypes et amlioration

- Identifier les obstacles et moteurs socio-économiques


Bioresource challengesDéfi: maladies émergentes

20 µm

3 cm 1 cm

20 µm

Outbreak of ‘shot hole’ disease

in 2012 ~ 2013 c/o Prof GH Kim South Korea) )

10-20% de perteséconomiques en Asie

- Prévenir les risquespour l’environnement: pollution génétique, pathogènescontaminant des stocks sauvages…

- Sélectionner des variétés résistantes ouexplorer le potentield’immunostimulation

- Aucun intrant n’estacceptable en mer


Agro-alimentaire

Cosmétique

Bioénergie

Pharmacie

Nutrition-santé animale

Nutraceutique

Processusinnovants

& bio-molécules

Cosmétique

Utilisations de la biomasse algale


Les bioraffineries algales


Cultiver des

algues en

Bretagne pour:

• Maîtrise des espèces cultivables sans

contamination par d’autres espèces ou des

parasites

• Qualité des algues cultivées

- nutritives

- récolte juste avant transformation

- propriétés et abondance des

principes actifs

• Quantité si possibilité de valoriser la totalité

de l’algue de culture

- Soutenir la croissance des entreprises dans les secteurs de l’algue alimentaire et de la cosmétique

- Anticiper les conséquences du changement climatique qui perturbe la reproduction des populations naturelles

- Préserver les habitats à la fois en prélevant mieux et moins et en améliorant la qualité du milieu.


IDEALG: où en est-on?

2011 202020151ère phase : Recherche amont

2ème phase Transfert de connaissance

Conclusions majeures / Besoins Perspectives

Aquaculture pour de la valeur /qualitémolécules (pas l’énergie)

Projet ALGOLIFE : des algues pour de l’alimentation-santé - 10m€ / 4 yrsProjet d’AquacultureSoutenir des projets de 3ha à150 ha!

Optimiser l’utilisation de la biomass: concept de bioraffineries


H2020 – Blue Growth - 01 call

GENIALG Project

GENetic diversity exploitation for Innovative macro-ALGal biorefinery

Org Pays

SBR Fr

Olmix Fr

ALGAIA Fr

Lessonia Fr

C-Weed Fr

Univ. York UK

SAMS UK

IOTA UK

BIOME UK

NUIG Ir

AquaTT Ir

SES No

Sintef No

Alga+ Pt

CIIMAR Pt

UAveiro Pt

WUR Nl

Partenariat

Seedi ng/Cul t i vat i ngHarvest i ngDewat eri ngPret reatmentTransport at i on

Prot ot ype of an I nt egrat ed Sequent i alSacchari na Bi oref i nery

Prot ot ype of an I nt egrat ed Sequent i al

Ul va Bi oref i nery

Separat i onFract i onat i on

Charact eri zat i on

Ecosys t em servi ces ( I MTA and non I MTA)Nut ri ent and Carbon Di oxi de sequest rat i on

Oxygen suppl y

Speci es I nt eract i ons

Provi s i onServi ces

WP3

WP5

WP1

& 2

WP4Lower val ue commodi t y compounds

Bi o- based hi gh val uecompounds

Germpl asmcol l ect i ons and Breedi ng

Seedi ng/Cul t i vat i ngHarves t i ngDewat eri ngPret reatmentTransport at i on

WP6Dissemination,

Stakehol

de

r Engagement,

Knowle

dge

T

ransfe

r, Out

reach

an

d Capacity

Buil

ding

Saccharina Ulva

LARGE-SCALE CULTIVATION

Positive

an

d negative

impacts

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