La Chlorelle, d'un bécher de labo de SVT... à l’industrie
Chlorelles (MO x600)
Mardi 21 janvier dernier je suis passé au Lycée Frémont dire bonjour aux anciens collègues, mais aussi dans la perspective de proposer une ou plusieurs interventions pour sensibiliser les élèves aux enjeux environnementaux de notre planète à travers le thème du Plancton.
Anne-Karine, responsable technique des laboratoires de physique-chimie et de SVT m’a gentiment accueilli pour partager un café au moment de la récréation. J’ai pu discuter avec elle, Catherine, professeur de physique-chimie, et Sylvie, professeur de SVT, qui semblaient intéressées par mon projet.
Tout en discutant, j’observais quelques flacons dans un coin de la réserve. L’un des deux m'interpela avec son liquide vert clair. Anne-Karine m’informa qu’il s’agissait d’un reste de TP sur la Photosynthèse ayant servi en classe de 2de il y a quelques jours.
Dans cet article, je présente la Chlorelle, sa biologie, puis les domaines d’application de sa culture à grande échelle.
Dans de prochains, je souhaiterais montrer comment on peut aborder le thème de la Photosynthèse du collège au lycée, en prenant comme support biologique la chlorelle, organisme phytoplanctonique, dans le respect des programmes officiels.
Parmi les innombrables merveilles du plancton, Chlorella se distingue comme un véritable trésor de la nature. Cette micro-algue unicellulaire, invisible à l'œil nu, joue un rôle clé dans les écosystèmes aquatiques et suscite un intérêt croissant pour ses applications en éducation, en industrie et dans la protection de notre planète.
Une "Usine à Photosynthèse"
Elle se reproduit de façon asexuée, par autosporulation
La cellule mère produit plusieurs cellules filles (autospores), simultanément à l'intérieur de sa paroi, qui se rompt ensuite pour les libérer.
Étape A : Cellule mère en phase initiale
La cellule mère est unique et présente une structure typique de Chlorella avec une paroi cellulaire, un noyau, un chloroplaste en forme de croissant et un pyrénoïde impliqué dans le métabolisme du carbone.
À ce stade, la cellule est en croissance et se prépare à la division.
Étape B : Multiplication interne par mitoses successives
Le contenu cellulaire s'est divisé (mitoses) en plusieurs noyaux entourés chacun d'un cytoplasme et d'un chloroplaste.
Ce processus aboutit à la formation de plusieurs autospores à l'intérieur de la cellule mère.
Étape C : Libération des autospores
La paroi cellulaire de la cellule mère se rompt, libérant les autospores qui deviendront de nouvelles cellules indépendantes.
Chaque autospore pourra croître et entrer à son tour dans un cycle de reproduction similaire.
Une répartition géographique mondiale
Présente dans de nombreux milieux d’eau douce à travers le monde, Chlorella colonise les lacs, les rivières et même les mares temporaires. Elle prospère dans des conditions variées, tolérant une large gamme de températures et de niveaux de lumière. Cette adaptabilité en fait un élément clé des réseaux trophiques aquatiques.
Un maillon essentiel des réseaux alimentaires
En tant que productrice primaire, Chlorella constitue la base de nombreuses chaînes alimentaires aquatiques. Grâce à la Photosynthèse, elle transforme le dioxyde de carbone et la lumière en oxygène et en matière organique, alimentant ainsi une multitude d’organismes comme le zooplancton, qui sert lui-même de nourriture aux poissons et autres prédateurs aquatiques. Elle contribue ainsi activement à la régulation du carbone et à la production d’oxygène.
Des usages variés au service de l’Homme
I. Dans l’éducation : un modèle idéal en SVT
Chlorella est un excellent sujet d’étude en sciences de la vie et de la Terre (SVT). Facile à cultiver, elle permet d’illustrer des concepts fondamentaux tels que la photosynthèse, les cycles du carbone et de l’oxygène, ou encore l’importance des micro-organismes dans les écosystèmes. Son observation au microscope offre une première approche concrète de la structure cellulaire des algues.
II. Dans l'industrie : une ressource d'avenir
Nouvelles énergies : Grâce à sa croissance rapide et à sa forte teneur en lipides, Chlorella est étudiée pour la production de biocarburants. Son potentiel en tant que source d’énergie renouvelable pourrait contribuer à réduire notre dépendance aux énergies fossiles.
Compléments alimentaires : Riche en protéines, en vitamines (B12 notamment) et en acides gras essentiels, Chlorella est utilisée comme complément alimentaire pour ses bienfaits sur la santé humaine. Elle renforce le système immunitaire, détoxifie l’organisme et améliore la vitalité.
Cosmétiques et bien-être : Son pouvoir antioxydant et régénérant en fait un ingrédient prisé dans les crèmes, masques et lotions. Ses extraits stimulent la production de collagène et protègent la peau des agressions extérieures.
Au-delà de ses multiples applications, Chlorella est une véritable alliée dans la lutte contre le réchauffement climatique et la pollution. Elle capte le dioxyde de carbone de l’atmosphère et participe au traitement des eaux usées en absorbant les métaux lourds et les nutriments en excès.
Un exemple de production nationale destinée à l’industrie : la Ferme de micro-algues de Plouguenast en Bretagne
La ferme de micro-algues située à Plouguenast, en Bretagne, est reconnue comme la plus grande d'Europe. Elle se consacre principalement à la production de chlorelle (espèce Chlorella vulgaris), une micro-algue aux multiples applications. La production annuelle dépasse 7 800 tonnes de chlorelle, destinée aux industries cosmétiques, pharmaceutique et alimentaire. Dans le domaine de la nutrition animale, l'ajout de Chlorella dans l'eau de boisson des poules a montré des effets bénéfiques, notamment le renforcement du système immunitaire et une amélioration de la ponte.
Pour l'Homme, la chlorelle est utilisée en cosmétique et en pharmacie pour ses propriétés détoxifiantes et sa richesse en nutriments.
Ainsi, la production de chlorelle à Plouguenast vise à fournir une ressourilce polyvalente pour divers secteurs, tout en s'inscrivant dans une démarche écologique et durable.
Des articles sur le Web :
https://www.zegreenweb.com/2023/07/15/la-bretagne-bientot-a-la-pointe-de-la-culture-de-micro-algue
https://www.nhu.bzh/micro-algues-algae-bretagne
En savoir plus sur les domaines d’application des Chlorelles :
Le potentiel transformateur des microalgues, purification de l’eau et biocarburants : https://oceansconnectes.org/le-potentiel-transformateur-des-microalgues-purification-de-leau-et-biocarburantsChauffer un bâtiment avec des algues, c’est possible avec une biofaçade :
https://www.cacheclimatisation.com/2019/06/25/se-chauffer-avec-des-algues-cest-possible-avec-une-biofacade
Le coin des curieux :
Qu'il y avait-il d'autre dans le flacon rapporté du labo ?
Des algues filamenteuses, des cyanobactéries, des euglènes, des paramécies...
Le flacon est resté plusieurs jours sans intervention, dans un coin moyennement éclairé. On peut penser qu'il s'est établi un écosytème avec des producteurs primaires capables de photosynthèse (algues, cyanobactéries) et des organismes unicellulaires producteurs secondaires (ciliés).
Prochains sujets :
Les microalgues, notamment les chlorelles, constituent un excellent modèle biologique pour étudier la Photosynthèse en SVT, aussi bien au collège qu’au lycée. Leur petite taille, leur croissance rapide et leur sensibilité aux variations des conditions environnementales en font un outil pédagogique adapté à des travaux pratiques (TP) nécessitant un minimum de matériel.
On se lasse de tout, sauf d’apprendre...
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