Les algues ne servent pas uniquement à faire des rouleaux de sushi. Ces dernières années, la culture des algues est devenue une pratique agricole mondiale, fournissant de la nourriture, des matières premières pour diverses utilisations chimiques (telles que la carraghénine ), des aliments pour le bétail et des engrais.
En raison de leur importance dans les écologies marines et pour l’absorption du dioxyde de carbone, l’attention s’est récemment portée sur la culture des algues en tant que stratégie potentielle d’ atténuation du changement climatique pour la bioséquestration du dioxyde de carbone , ainsi que d’autres avantages tels que la réduction de la pollution par les nutriments , l’augmentation de l’habitat pour les espèces aquatiques côtières et la réduction acidification locale des océans .
Les algues qui poussent dans l’estuaire d’un fleuve – l’« embouchure » d’un grand fleuve où la marée rencontre le cours d’eau – peuvent absorber l’azote, se conformant ainsi aux normes environnementales et prévenant la pollution côtière. Cela produit en fait une installation de décontamination naturelle d’une valeur écologique et économique importante, selon des chercheurs de l’Université de Tel Aviv (TAU).
Certaines algues sont microscopiques, comme le phytoplancton qui vit en suspension dans la colonne d’eau et constitue la base de la plupart des chaînes alimentaires marines. Certains sont énormes, comme le varech géant qui pousse dans d’abondantes « forêts » et se dressent comme des séquoias sous-marins à partir de leurs racines au fond de la mer. La plupart sont de taille moyenne, se déclinent en rouge, vert, marron et noir, et s’échouent au hasard sur les plages et les rivages un peu partout.
La nouvelle étude menée par des scientifiques et collègues de TAU à l’Université de Californie à Berkeley propose un modèle selon lequel l’établissement de fermes d’algues dans les estuaires des rivières réduit considérablement les concentrations d’azote dans l’estuaire et prévient la pollution des environnements estuariens et marins.
L’étude était dirigée par le doctorant Meiron Zollmann, sous la direction conjointe du professeur Alexander Golberg de la Porter School of Environmental and Earth Sciences de la TAU et du professeur Alexander Liberzon de la School of Mechanical Engineering de la Fleischman Faculty of Engineering. L’étude a été menée en collaboration avec le professeur Boris Rubinsky de la Faculté de génie mécanique de l’UC Berkeley. L’étude a été publiée dans la prestigieuse revue Communications Biology sous le titre « Modélisation à plusieurs échelles de la culture intensive de macroalgues et de la séquestration de l’azote marin ».
Dans le cadre de l’étude, les chercheurs ont construit un grand modèle de ferme d’algues pour la culture des macroalgues vertes de l’espèce ulva (chlorophycées) dans l’estuaire de la rivière Alexander, située dans la région d’Emek Hefer de la plaine côtière méditerranéenne d’Israël. Il s’étend sur toute la largeur d’Israël jusqu’à son estuaire près du moshav Beit Yannai.
La rivière Alexander a été choisie parce que la rivière rejette de l’azote polluant des champs et des villes en amont à proximité dans la mer Méditerranée. Les données du modèle ont été recueillies sur deux ans à partir d’études de culture contrôlées.
Les chercheurs ont expliqué que l’azote est un engrais nécessaire pour l’agriculture, mais malheureusement, il a un prix environnemental. Une fois que l’azote atteint l’océan, il se disperse de manière aléatoire, endommageant divers écosystèmes. En conséquence, les collectivités territoriales de l’État dépensent beaucoup d’argent pour réduire les concentrations d’azote dans l’eau, conformément aux conventions nationales et internationales qui limitent la charge d’azote dans les océans et les mers, y compris en mer Méditerranée.
« Mon laboratoire recherche des procédés de base et développe des technologies pour l’aquaculture », a expliqué Golberg. « Nous développons des technologies de culture d’algues dans l’océan afin de compenser le carbone et d’extraire diverses substances telles que les protéines et les amidons, pour offrir une alternative marine à la production agricole terrestre. Dans cette étude, nous avons montré que si les algues sont cultivées selon le modèle que nous avons développé, dans les estuaires des rivières, elles peuvent absorber l’azote pour se conformer aux normes environnementales et empêcher sa dispersion dans l’eau et ainsi neutraliser la pollution environnementale. De cette façon, nous produisons en fait une sorte d’installation de décontamination naturelle avec une valeur écologique et économique importante puisque les algues peuvent être vendues comme biomasse à usage humain.
Les chercheurs ont déclaré que le modèle mathématique prédit les rendements agricoles et relie le rendement des algues et la composition chimique à la concentration d’azote dans l’estuaire. « Notre modèle permet aux agriculteurs marins, ainsi qu’aux organismes gouvernementaux et environnementaux, de savoir à l’avance quel sera l’impact et quels seront les produits d’une grande ferme d’algues – avant de créer la ferme elle-même », a ajouté Zollman. « Grâce aux mathématiques, nous savons comment faire les ajustements concernant les grandes exploitations agricoles et maximiser les avantages environnementaux, notamment en produisant les quantités de protéines souhaitées en agriculture. »
« Il est important de comprendre que le monde entier se dirige vers l’énergie verte et que les algues peuvent être une source importante », a commenté Liberzon, « et pourtant aujourd’hui, il n’y a pas une seule ferme avec la capacité technologique et scientifique prouvée. Les barrières ici sont aussi scientifiques. On ne sait pas vraiment quel sera l’impact d’une énorme ferme sur le milieu marin. C’est comme passer d’un potager à l’extérieur de la maison à des champs sans fin d’agriculture industrielle. Notre modèle apporte quelques éléments de réponse, dans l’espoir de convaincre les décideurs que de telles exploitations seront rentables et respectueuses de l’environnement. De plus, on peut imaginer des scénarios encore plus ambitieux. Par exemple, l’énergie verte.
Liberzon a ajouté que « si nous savions comment utiliser les taux de croissance de l’énergie dans de meilleurs pourcentages, il serait possible de se lancer dans une croisière d’un an avec un kilogramme d’algues, sans carburant supplémentaire au-delà de la production de biomasse en milieu marin. . »
« La connexion intéressante que nous proposons ici est la culture d’algues au détriment du traitement à l’azote », a conclu Golberg. « En fait, nous avons développé un outil de planification pour la mise en place de fermes d’algues dans les estuaires afin de résoudre à la fois les problèmes environnementaux tout en produisant des avantages économiques. Nous proposons la conception de fermes d’algues dans les estuaires des rivières contenant de grandes quantités de résidus azotés liés à l’agriculture pour réhabiliter l’estuaire et empêcher l’azote d’atteindre l’océan tout en faisant pousser l’algue elle-même pour l’alimentation. De cette façon, l’aquaculture complète l’agriculture terrestre.
