Gross-Wen Technologies est une start-up située à Ames, Iowa, au cœur de la Corn Belt américaine. La nouvelle société de production d'algues est l'une des nombreuses entreprises utilisant des algues pour révolutionner la façon dont la nourriture, alimentation, et d'autres bioproduits sont cultivés et transformés dans le monde.
Ce qui distingue Gross-Wen Technologies, c'est sa technologie brevetée de production d'algues connue sous le nom de système de biofilm d'algues rotatif (RAB). Le RAB peut éliminer l'azote et le phosphore des eaux usées, empêcher les nutriments de contaminer les réserves d'eau en aval en les alimentant aux algues, qui peuvent ensuite être transformés en engrais ou en bioplastiques.
De l'eau propre, les algues produites par RAB peuvent être utilisées comme matières premières pour des produits à haute valeur ajoutée tels que des aliments et suppléments riches en protéines, aliments pour bétail et aquaculture, et les produits nutritionnels et pharmaceutiques.
Zhiyou Wen, cofondateur de Gross-Wen Technologies (gross-wen.com), affirme que la technologie de nettoyage des eaux usées de l'entreprise est testée à Cresco, Iowa, et Chicago. Une entreprise alimentaire qu'il a refusé de nommer étudie également l'utilisation des algues dérivées de l'eau propre comme supplément riche en protéines pour la farine.
En plus de produire de la nourriture, alimentation, et engrais, la production d'algues ajoute des avantages en recyclant le carbone de l'atmosphère, éliminer les contaminants des eaux usées, et la mise en production d'hectares improductifs, selon Matt Carr, directeur exécutif de la Algae Biomass Organization (algaebiomass.org).
À la ferme
Carr dit que les systèmes de production d'algues peuvent être un moyen assez peu coûteux pour les agriculteurs de réduire le ruissellement d'azote et de phosphore, garder les nutriments à la ferme, ce qui élimine le besoin d'acheter plus d'engrais. Des recherches sont menées à l'Utah State University sur l'utilisation d'algues pour réduire et éliminer l'excès d'azote et de phosphore des eaux usées produites par les exploitations laitières.
Les algues produites à la ferme peuvent également être transformées en aliments pour le bétail, Carr note. Par exemple, les agriculteurs qui élèvent des crevettes ou des poissons-chats peuvent utiliser des algues riches en protéines et en huile pour remplacer la farine de poisson dans les régimes aquacoles. Un avantage de la production d'algues à la ferme, il observe, est que les rendements d'algues par acre sont beaucoup plus élevés que les cultures en rangs, et le rendement par acre est considérablement plus élevé. « Les algues peuvent élargir la base agricole du pays et générer plus de revenus pour les agriculteurs, surtout dans les zones marginales, ", dit Carr.
Les agriculteurs peuvent cultiver des algues sur des terres impropres aux cultures en rangs, il ajoute, car les algues n'ont pas besoin d'un bon sol.
Le département américain de l'Énergie (DOE) a soutenu les systèmes d'algues pour produire des carburants de transport alternatifs, dit Carr. Le DOE maintient son soutien aux systèmes d'algues, mais le côté commercial de l'industrie passe des carburants de transport à des produits plus liés à l'agriculture.
« L'alimentation est devenue un segment de premier plan de l'industrie de la production d'algues, ", dit Carr. « Il est difficile de maîtriser les chiffres, mais aujourd'hui, une grande majorité de la production commerciale d'algues va maintenant à la nutrition humaine et animale.
L'utilisation d'algues pour l'alimentation de l'aquaculture est un facteur important dans cette catégorie, dit Carr. « L'ingrédient le plus difficile dans les aliments pour poissons est l'huile de poisson qui augmente la teneur en oméga-3 de l'aliment. Les algues sont riches en oméga-3 en tant que source durable pouvant compléter l'huile de poisson, », note-t-il.
Carr dit que le rapport 2016 du DOE sur un milliard de tonnes montre que les États-Unis peuvent produire de grandes quantités de biomasse algale pour la transformation en ingrédients alimentaires, carburants, aliments pour animaux et autres produits. Le rapport du DOE montre ce qui suit.
• Il y en a environ 140, 000 milles carrés de terres aux États-Unis qui conviennent aux fermes d'algues en étang ouvert.
• Il y a suffisamment de dioxyde de carbone (CO2) aux États-Unis qui pourrait être utilisé pour produire près de 1,4 milliard de tonnes d'algues par an.
• Une analyse d'une seule souche d'algues d'eau salée révèle qu'elle pourrait potentiellement produire 86 millions de tonnes de biomasse algale par an et capturer 211 millions de tonnes de CO2 à partir du charbon, éthanol, et les sources de gaz naturel.
L'Algae Biomass Organization travaille également avec l'USDA pour promouvoir la recherche sur les algues et trouver des utilisations pour les algues en tant que culture agricole. « Nous voulons donner à l'USDA une orientation claire pour son soutien à la recherche sur les algues pour l'agriculture, " Carr dit, « parce que les algues deviennent rapidement un élément important dans les produits alimentaires et de santé. Il est temps que cette nouvelle culture reçoive le soutien de l'USDA que d'autres cultures ont été fournis pendant des décennies. »
Pour aider à guider les efforts de l'USDA, la Loi sur l'agriculture des algues a été présentée à la Chambre des représentants des États-Unis plus tôt cette année avec un soutien bipartite, dit Carr. Le projet de loi a été intégré au projet de loi sur l'agriculture.
Les dispositions de l'Algae Agriculture Act pourraient accélérer considérablement la culture des algues aux États-Unis, Carr dit, apporter des avantages économiques aux zones rurales et des solutions durables au monde. Il s'agit notamment d'une initiative de recherche sur les algues, un programme d'assurance récolte d'algues, et l'élimination de l'exclusion des algues du Programme d'aide aux cultures de biomasse.
Des efforts sont également déployés au Congrès pour soutenir l'utilisation des algues pour la capture et l'utilisation du carbone.
Sociétés d'algues
Les entreprises travaillant sur la commercialisation des algues comprennent des géants agricoles mondiaux tels que ADM et Bunge.
Un grand projet en cours est l'usine de production d'algues de 200 millions de dollars en cours de construction à Blair, Nebraska, par une joint-venture entre DSM Nutritional Products et Evonik Nutrition &Care. La plante, qui devrait commencer ses opérations à la mi-2019, est conçu pour produire des acides gras oméga-3 à partir d'algues marines naturelles pour la nutrition animale.
Carr dit que le système de production d'algues Veramaris s'intègre dans le premier des trois types assez distincts de production d'algues, qui se composent d'installations plus grandes qui ressemblent à des usines industrielles.
À l'autre extrémité du spectre se trouvent les installations de production d'algues en étang ouvert qui constituent le deuxième type de production d'algues. Un exemple, Carr dit, est Qualitis Santé, dont le siège est à Houston, Texas, et produit des algues dans des étangs en plein air. Cette approche nécessite moins de capital, note-t-il, mais c'est un moyen plus difficile de faire pousser des algues car les étangs extérieurs peuvent attirer des organismes concurrents qui peuvent restreindre la production, et des conditions météorologiques défavorables peuvent nuire aux algues.
Le troisième type, c'est là qu'intervient Gross-Wen Technologies, utilise des systèmes de photobioréacteurs pour produire des algues dans un espace clos. Le système photo-bioréacteur est celui qui est le plus traduisible à la ferme, dit Carr.
Wen et le cofondateur Martin Gross, qui était l'étudiant diplômé de Wen à l'Iowa State University, développé leur système de production d'algues à la ferme de recherche BioCentury de l'État de l'Iowa, où Gross et Wen ont inventé le bioréacteur rotatif qui permet aux algues de se fixer à une surface. La surface est tournée dans et hors d'un milieu de culture pour augmenter le taux de croissance des algues.
L'engrais produit à partir des algues cultivées dans les eaux usées est testé dans l'État de l'Iowa.
