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L'énergie à découvert

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Rémy Mosseri
, 
Catherine Jeandel

Cinquième partie. Les énergies renouvelables

10. Les lipides microbiens

Jean-Louis Uribelarrea, Stéphane Guillouet et Carole Molina Jouve

Texte intégral

1Les acides gras et leurs dérivés, désignés par lipides, constituent des molécules d’intérêt majeur pour des usages énergétiques et chimiques. Une nouvelle voie de production de lipides s’ouvre désormais, alternative à la production végétale, par conversion de substrats d’origine agricole non alimentaire et coproduits industriels par des micro-organismes dits « oléagineux ». Le métabolisme de synthèse des lipides, composants essentiels de la membrane cellulaire, est présent chez tous les micro-organismes. Néanmoins, l’accumulation de réserves lipidiques au-delà de 20 % de la masse sèche de la cellule, est un phénomène qui n’existe que chez un nombre restreint de micro-organismes dit « lipogènes » ou oléagineux. Le phénomène de synthèse et d’accumulation de lipides chez ces micro-organismes est déclenché par la mise en place d’une limitation nutritionnelle (azote, phosphore ou zinc) en présence d’un excès de substrat carboné. Les lipides synthétisés sont essentiellement des triglycérides* confinés dans des organites intracellulaires nommés « corps lipidiques ». Le profil et la quantité dépendent de la souche, de la nature du substrat, des conditions opératoires et du mode de conduite de la culture.

2Deux voies complémentaires mobilisent aujourd’hui de très nombreux chercheurs et industriels de par le monde. La voie des micro-algues et cyanobactéries* permet l’obtention de productivités surfaciques élevées dans des systèmes dédiés, tels que les photobioréacteurs, avec une gestion optimisée des nutriments* (CO2). Cependant, c’est la seconde voie, celle des levures et bactéries, qui nous intéresse particulièrement avec la mise en œuvre de substrats agricoles renouvelables et/ou coproduits industriels. Les avancées dans l’étude des mécanismes biologiques (gènes, enzymes*, protéines*) impliqués dans la synthèse et le stockage focalisent sur l’obtention de microorganismes performants au contenu lipidique amplifié et contrôlé (longueur de chaîne carbonée et nombre d’insaturation). Les performances sont optimisées au sein de configurations de bioprocédé déduites des spécificités métaboliques microbiennes afin d’exprimer leur potentiel maximal. La réaction d’estérification des lipides microbiens, en présence de biocatalyseurs que sont les enzymes, ouvre de plus des possibilités de modulation des propriétés en fonction des contraintes d’usages. Les résultats de laboratoire acquis à ce jour intègrent les contraintes de transposition industrielle réaliste selon une technologie mature (fermenteur) jusqu’au stade industriel.

3Cette voie de production complète la filière physico-chimique de production d’huiles végétales avec une diversité accrue des ressources mobilisables d’origine agricole (glucose* et pentose) et/ou coproduits industriels (glycérol, lipides résiduels et CO2) ; de plus, les émissions de gaz à effet de serre sont réduites par la conversion d’un substrat d’origine agricole renouvelable, de coproduits industriels et/ou de CO2 recyclé.

Cellules de levure oléagineuse avec visualisation des corps lipidiques. Photographie microscope LISBP

4Face aux challenges scientifiques et technologiques du domaine à l’interface des sciences du vivant et des sciences de l’ingénieur, chercheurs et industriels sont mobilisés pour permettre les innovations qui inscriront protection environnementale, développement économique et enjeu sociétal comme critères prioritaires.

5Nous remercions les équipes de Génie Microbiologique et Biocatalyse du LISBP qui contribuent à la réalisation de ces travaux ainsi que J. -M. Nicaud (Micalis), T. Chardot (IJPB), Airbus et EADS.

Table des illustrations

Légende Cellules de levure oléagineuse avec visualisation des corps lipidiques. Photographie microscope LISBP
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/11027/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 187k

Auteurs

Chimiste, Professeur des Universités, LISBP, INSA, Toulouse.
jean-louis.uribelarrea@insa-toulouse.fr

Radiochimiste, Maître de conférences, LISBP, INSA, Toulouse.
stephane.guillouet@insa-toulouse.fr

Chimiste, Professeur des Universités LISBP, INSA, Toulouse.
carole.jouve@insa-toulouse.fr

© CNRS Éditions, 2013

Conditions d’utilisation : http://www.openedition.org/6540

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