Les algues, « l’or bleu » de notre vie en 2050, utopie-urbano-geeko-agro-vegano-surfisto-hipsto-hippie ou réalité ?

Avec les innovations que notre société connaît actuellement, l’impact de l’activité de l’homme (action anthropique) sur son environnement a pris une dimension planétaire. La modification du climat en est un exemple criant avec l’injection dans l’atmosphère de nombreux gaz à effet de serre. Fin 2016, dans une déclaration provisoire, l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM – ONU) estime que le réchauffement climatique est plus significatif que toutes les prévisions émises jusqu’ici. Selon les derniers relevés de températures sur terre, l’organisation confirme que l’année 2016 a bien été l’année la plus chaude jamais enregistrée. Et ce, avec des températures moyennes de 1,1 degrés plus élevées que la moyenne préindustrielle. Cela signifie que l’un des objectifs de la COP21, qui était de ne pas dépasser 1.5 degrés d’augmentation d’ici à 2100, est déjà presque impossible à atteindre.

Face à ce constat l’urgence est là. C’est ainsi que les algues feraient partie des nombreuses innovations et solutions écologiques qui permettaient de nous préserver d’un sort funeste. Ces végétaux marins semblent réunir de nombreuses vertus qui ne sont plus uniquement découvertes par quelques hippies ou surfeurs en mal de « sensations vertes », mais aussi, par exemple, par des urbano-geeks qui agissent pour démontrer les bienfaits et les innovations que peut apporter « l’or bleu » à notre civilisation. L’algue, et ses trésors utilisés depuis la préhistoire, serait-elle le nouvel El Dorado du 21ème siècle ? Des scientifiques imaginent déjà que ce végétal marin pourrait même nous mener vers une nouvelle transition écologique et de nouvelles conquêtes spatiales à la recherche d’une éventuelle oasis radeau de survie.

Une algue c’est quoi ?

Les algues regroupent un ensemble d’organismes très variés. Toutes possèdent de la chlorophylle et, en ce sens, ce sont des végétaux. Elles vivent en milieu aquatique ou dans des lieux humides. Pourtant, les algues ne constituent pas un groupe naturel dans « l’arbre de la vie ». Le terme « algue » est une commodité de langage sous laquelle cohabitent des organismes sans lien de parenté direct. On y retrouve des bactéries (appelées algues bleues – ex : Spiruline – ou cyanobactéries) et des organismes plus évolués (des eucaryotes) uni ou pluricellulaires. Ces organismes vivent seuls, en colonies, libres ou fixés sur un support, avec des tailles différentes. Selon leurs tailles on utilise régulièrement les termes de macro et micro-algues. Il serait trop long de définir toutes les algues car jusqu’ici, plus de 30 000 espèces d’algues ont été répertoriées ; mais les océans, tout comme l’univers, sont vastes ! Quelles utilisations faisons-nous de cet « or vert » ?

Figure 1 : La « fameuse » spiruline ou Spirulina maxima

Source : Bio-c-bon.eu

L’histoire de l’utilisation des algues dans le monde, en Europe et du côté des bretons

Avant que ces végétaux marins soient révélés au grand public à la fin du 20ème siècle, notamment pour leurs remarquables qualités gastronomiques, leurs multiples bienfaits et leurs utilisations en tant qu’agent de texture, de conservation et d’additif alimentaire (exemple : Agar Agar) ; des consommations anciennes ont été mises au jour, notamment en Corée, où des fragments d’Undaria (wakamé) ont été retrouvés parmi les restes d’un repas vieux de plus de dix mille ans. Depuis plus de 4 000 ans plusieurs autres grandes civilisations ont vanté ou vantent les mérites de « l’or bleu » ; principalement les Aztèques comme nourriture des dieux et les chinois pour leurs vertus sur la santé, la longévité et le bonheur.

En Europe depuis la préhistoire, les peuples des territoires littoraux ont également consommé l’algue. Il subsiste d’ailleurs quelques plats traditionnels comme le laverbread (pain de nori broyé), le pioka (an au chondrus) et les marinades à base de laminaires de Russie. Mais ces plats étaient surtout consommés pendant les périodes de disette avant l’introduction de la pomme de terre au XVII siècle. Ce n’est qu’à partir du XIXème siècle que d’autres propriétés, prêtées à ces végétaux marins sont mises en évidence. Telles que des propriétés gélifiantes des chondruscrispus, appelés aussi Goémon blanc ou Carraghénanes, du nom d’une petite cité irlandaise spécialisée dans leur production. Ces gélifiants sont ainsi utilisés dans les industries alimentaires et pharmaceutiques. A la fin des années 70, le marché de l’algue alimentaire se développe partout dans le monde et en Europe avec l’avènement de la macrobiotique et du mouvement Hippie. Les algues communément consommées dans d’autres pays sont alors introduites à la vente dans les rayons des magasins de produits naturels, notamment en Allemagne (Kombu, Nori, Iziki, Wakamé).

En Bretagne, première réserve européenne d’algues sauvages, les utilisations les plus anciennes étaient essentiellement non alimentaires. Les végétaux marins ont servi pendant de nombreuses années à l’amendement des sols, par exemple comme composant indispensable à la production de la pomme de terre de l’île de Batz ; comme base alimentaire ou litière pour le bétail, comme combustible…ces pratiques se sont maintenues jusqu’au milieu du 20ème siècles dans les îles (exemple des fours à soude servant à l’extraction des cendres de goémon séché du carbonate de sodium, matière indispensable à la fabrication du verre). Mais « la filière algues » bretonne ne s’arrêta pas totalement à ces usages car de nouvelles découvertes permirent de poursuivre l’exploitation des algues. Le chimiste Edward Stanford isole l’alginate des algues et le Norvégien Axel Kefting en extrait l’acide alginique. L’activité d’extraction de ces matières prend alors le relais de celle de l’iode. Aujourd’hui 2 usines en produisent, à Lannilis et à Landerneau.

Au milieu du 20ème siècle, avec l’essor de la thalassothérapie, les produits à base d’algues connaissent un réel engouement auprès du grand public. C’est aussi à cette période que les industriels bretons découvrent alors les bienfaits de l’algue pour diverses utilisations dans l’agroalimentaire, les cosmétiques, la chimie et la médecine. C’est ainsi que la filière régionale des algues alimentaires débute dans les années 80 avec la création de Nature Algues à Pleubian. À cette époque, l’aquaculteur Jean-François Arbonna s’aperçoit que presque toutes les espèces importées, jusqu’alors en magasin alimentaire spécialisé, existent sur le littoral breton. Face à ce constat et au fait que la région et son environnement naturel littoral regroupent toutes les conditions favorables à la culture d’algues (courants, salinité, température de l’eau), un Centre d’Études de Valorisation des Algues, le CEVA est créé à Pleubian en 1982.

Aujourd’hui, cette nouvelle filière littorale bretonne représente une production de 70 000 tonnes par an.

Enfin dans le monde, en Europe et dans le Grand-Ouest de la France, la culture et la production de micro et macro algues deviennent de moins en moins confidentielles. Et ce, de par les évolutions de la recherche et développement pour de nouvelles applications (exemple : biotechnologies, matériaux, alimentation, etc.), dont certaines pourraient nous permettre de réduire notre impact sur notre environnement au sens large.

Quelques évolutions des usages antérieurs des végétaux marins sur terre, vers des applications durables pour nos vies et nos activités actuelles

Dans les villes, avec les bio façades, les urbanistes se mettent au « vert »

Nos villes ont une part importante de responsabilités dans l’émission de gaz à effet de serre et de particules fines. Comment pourrait-on contenir voire annihiler ces émissions ? Une innovation récente et originale pose les bases d’une « ville verte », au sens propre comme au figuré, proposer une culture de micro-algues sur des façades de bâtiments. Ces micro-algues cultivées en façades des bâtiments dans des bassins verticaux permettraient de capter le CO2 émis dans les espaces urbains. C’est ainsi qu’une agence d’architectes (XT-U Architects) s’est associée à un groupe de chercheurs de l’université de Nantes spécialisés dans la recherche et le développement de solutions à partir des micro-algues, et ce, pour mettre au point une innovation, appelée « Biofaçade ». Celle-ci consiste à avoir imaginé des panneaux remplis d’eau, sortes d’aquarium en tube, où sont cultivées des micro-algues. Ces micro-algues permettent de mieux capter le rayonnement solaire ; qui selon le principe de la photosynthèse, absorbent le CO2 rejeté par les bâtiments et se nourrissent des nutriments présents dans les eaux usées. Ce procédé présente également un avantage non négligeable, les façades « aquarium » permettront aussi d’assurer la régulation thermique des bâtiments.

Figure 2 : illustration d’un bâtiment du projet Symbio2

Biofaçades

Source : http://www.formule-verte.com

 Dans nos activités de loisirs, les surfeurs, inventent le surf « vert » 

Depuis les années 80, le surf et les activités nautiques se développent fortement sur les côtes françaises européennes et mondiales. Par exemple, en 2016, le nombre de pratiquants en surf/bodyboard se situe à plus de 450 000 pratiquants réguliers en France (chiffres Fédération Française de Surf). Cela développe une économie qui induit une demande croissante en matériel de pratique avec des impacts en matière de consommation de matières premières et environnementales (les planches de surf sont communément constituées de matières issues de l’industrie pétrolière).

Face aux enjeux de ces impacts, l’application de l’éco-conception a mené des étudiants chercheurs, biologistes et chimistes californiens, de l’université de San-Diego à concevoir une planche de surf à base d’algues. Ce projet de « surf vert » résulte d’un partenariat avec l’industrie du surf californienne pour la conception de solutions durables à des problématiques environnementales locales et globales. Le groupe d’étudiants a pu mettre au point une substance à base d’huile d’algues capable de s’expanser et de présenter les mêmes propriétés, en matières de façonnage et de flottabilité, qu’une mousse de polyuréthane (matière première actuelle composant le corps d’une planche de surf).

Ironie du procédé, l’huile d’algues n’est pas verte mais transparente comme son homologue pétrolifère. Les étudiants ajouteront dans le futur un colorant vert pour rappeler que la planche est « verte » dans tous les sens du terme.

Figure 3 : Planche de surf biosourcée à base d’huile d’algues

Surf

Source : Site de l’Université de San Diego, CA

Ces deux exemples de solutions permettent d’entrevoir des solutions concrètes pour nous engager à limiter nos impacts sur l’environnement et nos espaces de vies et d’activités. Elles visent à être appliquées sur terre et mer, mais, déjà, d’autres solutions relevant du domaine de l’anticipation scientifique sont à l’étude pour transporter algues et humains vers d’autres territoires.

2050, de nouvelles colonies utopiques végétales et humaines sur Mars

Pour nous sauver des effets destructeurs du changement climatique, la planète Mars est aujourd’hui de plus en plus citée comme une solution pour établir « un nouveau monde utopique et salvateur ». Deviendra-t-elle un véritable lieu d’habitation pour des hommes « verts » venus de la terre ? Un nouvel élan lié à un domaine de recherche très spécifique semble faire école aujourd’hui pour imaginer sauver l’humanité si nous échouons sur la voie « verte » terrestre. Voici un bref aperçu des avancées actuelles dans le domaine de l’utilisation des algues qui nous permettraient d’imaginer renforcer nos liens avec l’espace et une nouvelle planète en 2050 et au-delà.

 Le recours à la terraformation de la planète Mars

Mais pourquoi Mars ? Parce que quand elle est au plus proche de nous, la planète rouge est située à environ 75 millions de kilomètres de la terre. Ainsi, un voyage de quelques mois (6 mois environ) dans l’espace serait envisageable pour la rejoindre. Elle réunit également différents critères de « vie(s) » liés à son activité ancienne apparemment proche de celle de la terre : existence de calottes glaciaires, volcans anciens, vie existante sous forme microbienne, etc.  Mais avant cela, il serait idéal de passer par une étape qui permettraient de faciliter la vie de « futurs martiens humains ». La science-fiction, l’imagination et l’innovation permettraient ainsi de rendre la planète rouge « habitable » avant de la coloniser. Et ce, moyennant quelques étapes itératives liées au concept de la terraformation.

Terraformer est un procédé qui consiste à modifier radicalement les conditions existantes à la surface d’une planète pour la rendre habitable. Il est né en 1930 dans l’imagination de William Olaf Stapledon, un poète et philosophe anglais surtout connu pour ces romans de science-fiction. Depuis cette époque d’anticipation scientifique et suite aux études de l’astronome américain Carl Sagan, dont l’étude sur la terraformation de Venus en 1961, la terraformation est considérée avec de plus en plus de sérieux par une part importante de la communauté scientifique (exemple : Christopher McKay, Owen Toon et James Kasting – Nature, 1991). Le procédé de terraformation comprend deux étapes importantes.

Figure 4 : Illustration de l’exploration humaine de mars par la NASA, Un début de colonisation « verte » ?

Mars

Source : D Mitriy/WikimediaCommons

Une reconstruction de l’atmosphère martienne

Cette première étape de la terraformation consisterait à augmenter la concentration en CO2 dans l’atmosphère martienne. Et ce, de manière à profiter de l’effet de serre. Cette action sur le dioxyde de carbone entraînera une augmentation progressive de la température et déclenchera des réactions en chaîne sur la planète. Elle est indispensable car l’atmosphère initiale sur mars est très fine et donc impropice à la vie (l’atmosphère martienne contient 96 % de CO2, mais il est en quantité bien trop faible pour jouer un rôle d’atmosphère aussi dense que sur terre).

Ainsi, la solution pour reconstituer une atmosphère plus dense serait d’importer de l’eau permettant de faciliter les modifications dans l’atmosphère, et ce, notamment grâce à des réactions chimiques de l’hydrogène au dioxyde de carbone et du méthane, gaz à effet de serre à impact 25 fois plus important que celui du CO2 (exemple réactions de Bosch et de Sabbatier). Cela permettrait de réchauffer l’atmosphère et de créer de l’eau. A savoir qu’il existe déjà à la surface de la planète rouge des réservoirs de dioxyde de carbone dans le régolite martien (le sol martien) ou les calottes polaires. Des chercheurs comme Chris McKay, exobiologiste et responsable du programme de colonisation à la NASA, pensent qu’il suffirait de peu pour déclencher un réchauffement global de Mars : la seule et unique action de faire fondre la calotte polaire australe (grand réservoir de gaz carbonique de la planète), en élevant la température de seulement 4°C (passant de -126 °C à -122°C), libérerait le gaz carbonique existant actuellement sous forme de glace carbonique qui s’évaporerait dans l’atmosphère.

En complément de l’action sur le CO2, viendrait ensuite une colonisation par le végétal, premier fournisseur de dioxygène (photosynthèse). Mais quels végétaux implanter en premier sur une planète hostile ?

L’introduction des premiers martiens, les « algues bleues » ou cyanobactéries

La deuxième étape de la terraformation martienne consistera à y faire pousser des végétaux qui produiront par photosynthèse de l’oxygène sur la planète. Cet oxygène et l’atmosphère qui sera créée pourront permettre aux humains d’espérer vivre sur Mars dans 900 ans ! Ce délai correspond au temps pour le processus de terraformation de se mettre en place et à l’atmosphère martienne d’atteindre une pression suffisante de 120 millibars (le seuil vital de respirabilité). C’est un projet à l’échelle d’une civilisation, mais certains scientifiques comme Charles Frankel reconnaissent que rien n’exclut que l’humanité puisse trouver des raccourcis (bio)technologiques à l’avenir.

Pour parvenir à une production d’oxygène suffisante en milieu hostile, les recherches actuelles s’orientent sur la dissémination à la surface de Mars des cyanobactéries, habituées à vivre dans des conditions extrêmes, comme en Antarctique. Les cyanobactéries sont parmi les premiers êtres vivants de la planète terre. Pendant 2 milliards d’années, ces bactéries, autrefois appelées « algues bleues », ont régné le domaine du vivant à la surface de notre planète et ont totalement modifié la composition de l’atmosphère terrestre. Ainsi, comme sur notre bonne vieille Terre, le sol martien pourrait être parsemé de cyanobactéries qui en captant le CO2 et en libérant de l’oxygène grâce à leur activité photosynthétique, changeront petit à petit la composition de l’atmosphère martienne.

Les scientifiques Écopoïèsiens (Écopoïèse = Création d’un écosystème durable sur une planète initialement stérile et sans vie) ont identifiés 2 espèces de cyanobactéries particulièrement résistantes. La première, la Chroococcidiopsis, espèce qui figure parmi les espèces pionnières observées dans l’antarctique peut indifféremment vivre dans des milieux arides et chauds comme dans des milieux arides et glacials. La deuxième, Matteia est une autre cyanobactérie qui est la seule capable de survire à une absence totale d’eau. Elle possède également la propriété de dissoudre les roches carbonatée pour y trouver un habitat idéal. En fait, ces deux « algues bleues » sont déjà de vieilles colonisatrices de notre planète terre et devraient, dans un premier temps, permettre d’amener la pression partielle en oxygène à la valeur seuil de 1 mbar. C’est à partir de cette valeur seuil que les plantes supérieures qui seront importées sur mars dans une troisième étape pourront se développer pour porter l’atmosphère à une pression de 120 millibars.

Figure 5 : Matteia, future cyanobactérie martienne?

Cyanobactéries

Source : inconnue

La quantité d’oxygène sera alors suffisante et l’activité biologique fera de « Mars la verte » une biosphère riche et diversifiée. Les premiers colons martiens pourront ainsi délaisser leurs combinaisons et leurs masques à oxygène pour vaquer à leurs cultures, leurs cueillettes d’algues, leurs sessions de surf, leurs nouvelles recherches scientifiques, etc. !

Figure 6 : Vue d’artiste du processus de terraformation de Mars ; l’apparence finale de la planète est basée sur les données du Mars Global Surveyor.

Mars Verte

Source : wikipédia

Retour à la réalité, sur terre

Pour finir, dans ce dédale « d’espérance bleue/verte », une partie de la réalité actuelle est à prendre en compte pour nos espoirs de survie(s). Si cela est réalisable à partir de la théorie, malheureusement, la terraformation s’effectuera sur une échelle de temps très longue, ce qui laisserait du temps pour expérimenter tout un florilège de scénarii d’évolution potentiellement salvateurs ou fatals pour l’humanité : certaines dynasties ne seront plus au(x) pouvoir(s) et nous pourrons continuer à écologiser notre chère planète. Ou, au contraire, peut-être y aura-t-il de nombreux descendants candidats au(x) pouvoir(x) planétaire(s) qui construirons une voie noire et une fuite inexorable vers un non-sens planétaire en attendant que notre soleil explose (un aperçu ici) ? Quant à Mars, peut-être qu’en 2050 auront nous déjà « tiré à boulets rouges » sur notre « futur radeau vert » ? La méthode « musklé » de terraformation d’Elon Musk aura alors produit ses effets dévastateurs et nous n’aurons plus que comme nouvel espoir, la culture et la consommation d’algues sur terre ! « Jusqu’ici tout va bien 

LioLeg, avril 2O17

Mots clés : algues, filière, Bleu, vert, Bretagne, innovations, applications, éco-conception, terraformation.

Bibliographie

Ouvrage, Les secrets des algues, Jean-Yves Floc’h, Véronique Leclerc, Edition 2010

Communiqués de Presse, Déclaration provisoire de l’OMM sur l’état du climat mondial en 2016

Article, Biofaçades : des murs en micro-algues pour nettoyer les villes demain, Consoglobe.com, Rédigé par Elise Racque, le 1 Feb 2016

Article, La 1ère Planche de Surf à base d’Algues – Blog Surf Prevention, Ecrit par Guillaume Barucq / 27 avril 2015

Article, Terraformation de Mars : comment rendre une planète habitable ? techniques-ingénieur.fr, 24 juillet 2012

Article, Economie de la mer. Les algues, une filière nouvelle sortie de la mer, Ouest-France, 4 octobre 2016

Article, visions de l’océan futur par Frédéric Denhez, 13 janv. 2017

Chronique radio, les algues, matériaux du futur, matériaux nouveaux, Joël De Rosnay – octobre 1991

Conférence, La Filière Algues en Bretagne, Enjeux Territoriaux et Problématiques Juridiques, Lundi 14 novembre 2016 à Lorient, Faculté de Droit

Documentaire, Mars, une nouvelle terre?, France 5, 2009

Remerciements à : Camille Jégou, Maître de Conférence à LUBEM, pour ses conseils et les références bibliographiques sur le domaine des algues / Jean-Baptiste Bahers, Enseignant chercheur à l’EME, pour ses conseils.

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