PROFUTURE: Ingrédients riches en protéines des microalgues pour l’alimentation humaine et animale du futur (2019-2023)

Alors que la population mondiale devrait continuer à croître, il est nécessaire de trouver des sources de protéines alternatives capables de répondre durablement aux demandes futures en matière d’alimentation et de protéines. Les microalgues sont apparues comme l’un des candidats les plus prometteurs pour relever ce défi. Toutefois, pour que l’industrie des microalgues devienne plus durable et compétitive, il est essentiel de mettre en œuvre des technologies innovantes et des processus de production rentables. ProFuture était un projet de recherche financé par le programme Horizon 2020 de l’Union européenne, qui visait à augmenter la production de microalgues et à faciliter l’adoption par le marché des protéines de microalgues en tant qu’ingrédients pour des produits alimentaires et des aliments pour animaux innovants et durables. Ce projet rassemble 31 partenaires européens, dont des chercheurs, des petites et moyennes entreprises, des grandes entreprises et des associations, chacun apportant son expertise dans différents domaines.

ESU-services était responsable de l’analyse du cycle de vie (ACV) et du calcul des coûts du cycle de vie (CCV) des nouvelles technologies et des nouveaux produits développés dans le cadre du projet ProFuture. Dans un premier temps, les protéines unicellulaires des microalgues (biomasse entière) ont été évaluées. Différentes technologies de culture et de séchage ont été testées à l’échelle pilote. Ces voies de production ont été comparées à l’aide de l’ACV et du CCV afin d’identifier les alternatives les plus rentables et les plus durables d’un point de vue environnemental. Les résultats ont été intégrés dans la sélection des technologies pour la mise à l’échelle. Dans un deuxième temps, les filières de production les plus appropriées ont été mises en œuvre à l’échelle industrielle et différentes denrées alimentaires et aliments pour animaux innovants ont été produits. Ces produits sont comparés aux alternatives conventionnelles par le biais de l’analyse du cycle de vie afin d’évaluer le potentiel des microalgues en tant que source de protéines.

Les résultats de l’évaluation du cycle de vie et du coût du cycle de vie réalisés dans le cadre du projet de recherche ProFuture sont présentés dans un rapport. Différentes options de culture et de séchage ont été évaluées pour les espèces d’algues A. platensis, C. vulgaris, T. chui et N. oceanica. Neuf aliments différents et quatre produits alimentaires différents ont été enrichis avec succès avec des microalgues. Les principales conclusions sont les suivantes:

• D’un point de vue environnemental, l’étape la plus importante dans la chaîne de valeur des microalgues est la culture, principalement en raison de la consommation élevée d’électricité. La réduction de la consommation d’électricité devrait donc être une priorité dans les mesures d’amélioration. En combinant l’arrêt des pompes la nuit, l’électricité photovoltaïque et la recirculation de l’eau, on pourrait atteindre un potentiel de réduction de 43 à 88 % des émissions de gaz à effet de serre, de 34 à 64 % de l’impact environnemental total et de 40 à 63 % des coûts d’exploitation.
• La culture hétérotrophe était l’approche de culture qui consommait le moins d’électricité et, par conséquent, celle qui avait le moins d’impact environnemental et de coûts d’exploitation.
• Le séchoir solaire s’est avéré être la meilleure méthode de séchage, mais fonctionne comme un processus par lots. Un degré d’automatisation plus élevé pourrait être atteint avec le Pulsed Combustion Drier et l’Agitated thin film drier. Cependant, pour pouvoir concurrencer le séchoir solaire, les pertes doivent être réduites.
• L’analyse de plusieurs produits alimentaires par kg de protéines a montré que la chaîne de valeur des microalgues a un impact significatif sur les indicateurs environnementaux. Les produits enrichis en microalgues ayant une teneur en protéines relativement élevée ont obtenu de meilleurs résultats que les produits laitiers et les produits à base de viande, et des résultats comparables à ceux des produits à base de plantes. Toutefois, ces produits utilisent le pois comme principale source de protéines et non les microalgues. Les produits alimentaires à faible teneur en protéines ont un impact plus important sur l’environnement.
• Les produits alimentaires à base de microalgues n’étaient pas compétitifs par rapport aux produits de contrôle conventionnels.
• D’un point de vue écologique, l’effort nécessaire à la culture des microalgues semble donc actuellement trop élevé pour recommander l’utilisation des microalgues comme source de protéines. Pour obtenir de meilleurs résultats, les microalgues devraient être optimisées pour le secteur alimentaire en termes de teneur en protéines et d’aptitude à la transformation, par exemple en ce qui concerne la couleur.
• Les mesures recommandées comprennent la réduction du pompage des cultures la nuit à court terme et le passage de l’électricité du réseau à des sources renouvelables telles que les systèmes photovoltaïques à moyen terme. Les recherches futures devraient se concentrer sur deux sujets principaux : (i) la réutilisation de l’eau, afin de mieux comprendre les possibilités et les limites, et (ii) les espèces qui se développent de manière hétérotrophe.

Références et présentations

Maresa Bussa., Martin Ulrich, Niels Jungbluth (2023) Report on Life Cycle Assessment and Life Cycle Costing. Deliverable 7.2. PROFUTURE: Microalgae Protein Ingredients for the Food and Feed of the Future. Project funded by the European Commission within the Horizon 2020 programme. Grant agreement: 862980. ESU-services Ltd.

Maresa Bussa, Niels Jungbluth (2022) Life cycle assessment of microalgae as protein source : comparison of drying technologies. Parallel Session XXIV (Sustainable Farming Systems VI – Miscellanea), 13.10.2022, 13th International Conference on Life Cycle Assessment of foods (LCA foods 2022), Lima, Peru

Maresa Bussa, Niels Jungbluth (2022) Life cycle assessment of microalgae: Challenges and lessons learned. 14.06.2022, Young Algaeneers Symposium 2022, online