Dans les régions oléicoles, les eaux résiduelles de almazara posent un défi environnemental et économique majeur. Cependant, une équipe du Département de Génie Chimique, Environnemental et des Matériaux de l’Université de Jaén transforme cette problématique en opportunité en convertissant ces déchets en microalgues, enrichissant ainsi le secteur avec des applications en biocombustibles et cosmétique.

De Résidu à Ressource Précieuse

Une Problématique Sous-Jacente : Les Eaux Résiduelles d’Almazara

Dans les régions productrices d’huile d’olive, en dépit de l’effervescence des campagnes de récolte et des arômes de l’huile fraîchement moulue, un problème persiste, souvent méconnu : les eaux résiduelles d’almazara. Ces effluents sombres, visqueux et chargés en contaminants ont été, pendant des décennies, un véritable défi tant sur le plan environnemental qu’économique pour le secteur.

Une équipe du Département de Génie Chimique, Environnemental et des Matériaux de l’Université de Jaén a décidé d’agir face à cette réalité. Leur solution innovante consiste à transformer ces déversements en matières premières destinées aux microalgues. Grâce à l’espèce Neochloris oleoabundans, ils ont réussi à convertir un déchet problématique en eau régénérée et en biomasse riche en lipides, protéines et glucides, avec des applications dans les domaines des biocombustibles, des engrais et des cosmétiques.

Un Résidu Complexe Transformé en Opportunité

Les eaux issues d’une almazara après le lavage des olives et la production d’huile contiennent une multitude de matières organiques, de sels, de composés phénoliques et de résidus végétaux. En raison de leur forte toxicité, elles peuvent gravement perturber les sols, rivières et aquifères environnants.

Traditionnellement, de nombreuses installations préféraient stocker ces eaux dans des bassins d’évaporation en plein air. Bien que cette solution soit opérativement simple, elle reste inefficace : un précieux ressource en eau est perdue et un passif environnemental est maintenu, sans générer de valeur ajoutée pour l’almazara ou l’économie locale.

Dans ce contexte, l’équipe de l’Université de Jaén a posé une question fondamentale : pourquoi ne pas offrir ces contaminants comme nourriture à un organisme capable de les convertir en éléments utiles ? Cette approche s’inscrit parfaitement dans une économie circulaire appliquée à l’oliveraie, où chaque flux de déchets est vu comme une potentielles source de nouveaux produits.

La réponse s’est présentée sous la forme d’une microalgue verte unicellulaire, Neochloris oleoabundans, reconnue en biotechnologie pour sa capacité à accumuler des composés d’intérêt industriel et à prospérer dans des conditions environnementales extrêmes.

Neochloris oleoabundans : Une Microalgue Résistante aux Conditions Hostiles

Neochloris oleoabundans se distingue par sa résistance exceptionnelle. Elle tolère de fortes charges organiques, une salinité élevée et la présence de composés toxiques comme les phénols, typiques des effluents d’oléiculture. Les chercheurs de l’Université de Jaén ont précédemment comparé cette espèce à d’autres microalgues, en matière de croissance, de capacité de traitement et de production de biomasse. Ils en sont arrivés à deux conclusions clés : d’une part, Neochloris oleoabundans présente un excellent équilibre entre élimination des contaminants et génération de composés de valeur ; d’autre part, sa robustesse la rend idéale pour être transférée du laboratoire aux conditions réelles d’une almazara.

Le projet est financé par la Junta de Andalucía et des fonds FEDER, dans le cadre d’une initiative sur le traitement des eaux usées, la capture de CO₂ des effluents gazeux de l’industrie oléicole, ainsi que la production de microalgues à petite échelle et la création de biocombustibles. Cette recherche s’inscrit donc dans une stratégie plus large de décarbonisation et de valorisation des déchets.

La Mélange des Eaux : Clé d’une Culture Efficace

L’un des principaux défis a été de contrôler l’agressivité des eaux résiduelles d’almazara. Ces dernières contiennent une telle concentration de matières organiques et de composés phénoliques qu’elles deviennent trop toxiques, même pour une microalgue robuste. Pour y remédier, l’équipe a décidé de mélanger différents types d’effluents afin de déterminer la combinaison optimale.

Trois types de flux ont été étudiés : l’eau de nettoyage des olives avant la mouture, l’eau de lavage de l’huile après centrifugation (provenant de l’almazara Cruz de Esteban à Mancha Real, Jaén) et une troisième provenant d’eaux usées urbaines traitées à la station épuratrice de Mengíbar.

Chaque type d’eau apporte des caractéristiques distinctes au système : les fractions des almazaras fournissent une charge organique abondante ainsi qu’une haute teneur en phénols, utiles mais toxiques. L’eau urbaine, quant à elle, ajoute des nutriments inorganiques comme l’azote et le phosphore essentiels à la croissance des microalgues, tout en diluant la part plus agressive des phénols.

En expérimentant différentes combinaisons et modèles mathématiques, l’équipe a réussi à trouver une proportion qui diminuait suffisamment la toxicité pour permettre une culture stable de Neochloris oleoabundans, tout en préservant la concentration de nutriments nécessaires à l’efficacité du traitement.

Efficacité de Dépollution : Réductions des Contaminants de Jusqu’à 94 %

Les essais, principalement réalisés dans des photobioréacteurs de laboratoire d’un litre, ont révélé des résultats très encourageants sur le plan environnemental. La synergie entre la microalgue et la combinaison optimisée d’effluents a permis de réduire entre 66 % et 94 % des principaux contaminants présents dans les eaux d’almazara.

Plus précisément, des diminutions de jusqu’à 94 % des nitrates et nitrites ont été observées, ce qui est crucial pour prévenir l’eutrophisation des rivières et réservoirs. La demande chimique en oxygène (DQO), un indicateur clé de contamination, a chuté d’environ 93 %, ce qui montre que la majorité de la charge oxydable a été consommée par la culture microalgale.

Les composés phénoliques, souvent problématiques en raison de leur toxicité, ont été réduits d’environ 66 %. Bien que ce chiffre soit légèrement inférieur à d’autres paramètres, il représente un progrès significatif, étant donné la complexité de gestion des eaux d’almazara.

Avec ces niveaux de dépollution, l’eau obtenue peut être réutilisée pour l’irrigation ou être déversée sans impact environnemental négatif. Cela fait de la technologie microalgale une alternative viable aux bassins d’évaporation, qui étaient longtemps la seule option dans de nombreuses exploitations.

Une Biomasse Microalgale Riche en Glucides, Lipides et Protéines

L’autre axe crucial du projet est l’analyse de la biomasse produite. La culture de Neochloris oleoabundans non seulement purifie l’eau, mais génère également une quantité signifiante de matière organique exploitables. Les résultats sont impressionnants : jusqu’à 56 % de glucides, environ 51 % de lipides et près de 49,5 % de protéines en poids sec.

Ce profil compositionnel surpasse celui de nombreux autres cultures de microalgues et place cette espèce comme une candidate compétitive par rapport à d’autres sources végétales et maritimes pour extraire des ingrédients utilisés dans les aliments pour animaux, les biocarburants ou les engrais de haute valeur.

La fraction lipidique, naturellement abondante dans Neochloris oleoabundans, est particulièrement propice à la production de biodiesel et autres biocarburants liquides. Ces produits peuvent bénéficier à l’industrie agroalimentaire ainsi qu’à d’autres secteurs, consolidant le lien entre production agricole et énergie renouvelable.

Applications dans Divers Secteurs

La polyvalence de la biomasse de Neochloris oleoabundans représente un atout majeur pour la mise en œuvre industrielle de cette technologie. Les chercheurs soulignent que les composés accumulés durant le processus de dépollution ouvrent la voie à plusieurs familles de bioproduits, ce qui réduit le risque de dépendance à un seul marché.

Dans le domaine énergétique, les lipides sont utilisés pour obtenir des biocarburants tandis que les glucides peuvent être transformés en bioéthanol ou en produits pour l’industrie chimique verte. Cette double approche aide à diminuer la dépendance aux combustibles fossiles et à réduire l’empreinte carbone du secteur oléicole.

En agriculture, les biofertilisants issus de la biomasse permettent de réintégrer des nutriments tel que l’azote et le phosphore dans le sol, améliorant ainsi sa structure et sa fertilité tout réduisant le besoin en engrais synthétiques.

Le secteur de l’alimentation animale et l’aquaculture bénéficient également de cette biomasse grâce à sa combinaison de protéines et de lipides. Les microalgues sont vues comme ingrédients fonctionnels pour les aliments pour poissons, offrant des avantages en termes de durabilité par rapport à d’autres sources comme la farine de poisson.

Enfin, certains extraits lipidiques et polysaccharides de Neochloris oleoabundans sont explorés comme ingrédients cosmétiques, profitant de leurs propriétés émollientes et antioxydantes, ajoutant ainsi une valeur additionnelle et un potentiel de diversification pour les usines de production associées aux almazaras.

Vers une Échelle Industrielle : Défis et Perspectives

Jusqu’à présent, la plupart des essais ont eu lieu dans des conditions contrôlées à l’aide de photobioréacteurs de petite taille. L’étape suivante consiste à tester cette technologie en conditions réelles lors des campagnes de récolte.

Cela nécessite de concevoir des systèmes capables de traiter des volumes d’effluents beaucoup plus importants et de s’adapter à la variabilité des eaux d’almazara. Les chercheurs proposent de créer des photobioréacteurs ou des systèmes de culture ouverts qui maintiennent des cultures stables tout au long de la campagne oléicole.

Avant de choisir une configuration définitive, l’équipe a comparé différentes espèces et conditions de culture pour déterminer celle qui offre le meilleur compromis entre coût, robustesse du processus et performance en matière de dépollution et de biomasse. À ce jour, Neochloris oleoabundans reste la candidate la plus solide pour un passage à l’échelle.

Si ce transfert se concrétise, les almazaras pourraient évoluer en installations de production intégrées, générant non seulement de l’huile d’olive, mais aussi de l’eau régénérée et de la biomasse microalgale avec de multiples débouchés, créant ainsi de nouvelles lignes d’affaires parallèles à l’activité traditionnelle de la culture d’olivier.

Cette recherche, soutenue par la Junta de Andalucía et des fonds FEDER, démontre que la biotechnologie environnementale peut être intégrée aux grands secteurs agro-industriels, en améliorant leur durabilité et leur résilience économique. Grâce à l’utilisation d’une microalgue capable de convertir des déchets en ressources, on ouvre la voie à une économie circulaire où les eaux d’almazara cessent d’être un fardeau environnemental pour devenir des points de départ pour de nouveaux produits industriels.

Mon avis :

L’initiative de la Universidad de Jaén transforme les eaux résiduelles des almazaras en biomasse via la microalgue Neochloris oleoabundans, réduisant jusqu’à 94 % des contaminants. Bien que prometteuse, la scalabilité et la gestion des variabilités des effluents demeurent des défis critiques à surmonter pour une adoption à grande échelle.

Les questions fréquentes :

Quelle est la principale problématique des eaux résiduelles des almazaras ?

Les eaux résiduelles des almazaras sont des éfluents sombres et chargés de contaminants, générant des problèmes environnementaux et économiques pour le secteur oléicole. Elles contiennent une grande quantité de matière organique, de sels, de composés phenoliques et de restes végétaux, rendant leur gestion complexe.

Comment la microalgue Neochloris oleoabundans contribue-t-elle à la dépuration des eaux ?

La microalgue Neochloris oleoabundans est capable d’accumuler des composés d’intérêt industriel tout en se développant dans des conditions difficiles. Elle permet de transformer les contaminants des eaux résiduelles en nutriments, réduisant ainsi la toxicité et contribuant à la production de biomasse utile.

Quels sont les avantages de l’utilisation de Neochloris oleoabundans pour l’industrie ?

Cette microalgue produit une biomasse riche en lipides, protéines et glucides, ce qui ouvre des possibilités pour la production de biocombustibles, d’engrais et de cosmétiques. Elle permet également de réduire les niveaux de contaminants dans l’eau, rendant celle-ci appropriée pour une réutilisation en irrigation.

Comment se déroule le processus de culture de ces microalgues ?

Le processus consiste à mélanger différentes types d’eaux résiduelles pour créer un milieu de culture optimal. Grâce à des tests et des ajustements, les chercheurs réussissent à réduire la toxicité tout en maintenant une concentration appropriée de nutriments, permettant ainsi la croissance stable de Neochloris oleoabundans.