Propriétés de surface, chimie de l’eau de mer et déstabilisation de suspensions microalgales

Les microalgues en suspension dans leur milieu de culture sont des bio-colloïdes stables dont il faut comprendre les mécanismes de déstabilisation pour optimiser la récolte, l'une des étapes clés dans le bilan énergétique de la production de microalgues. Cette étude examine la déstabilisation des cellules de microalgues en conditions alcalines. Bien que ce phénomène ait déjà été observé, une approche plus physico-chimique est nécessaire pour élucider le mécanisme à l'origine de la formation de flocs. Pour évaluer les interactions potentielles entre cellules dans ces conditions, nous avons développé un essai à double micropipette. Nos résultats montrent cependant que les forces mesurées à pH élevé résultent d'une réponse mécanique des précipités inorganiques qui s'accumulent préférentiellement à la surface des microalgues, empêchant ainsi le contact direct entre les cellules. De plus, en analysant la mobilité électrophorétique des cellules, nous avons été parmi les premiers à envisager que les microalgues puissent présenter un comportement électrocinétique de particules avec des interfaces molles et perméables. Contrairement aux particules rigides et non perméables, les cellules de microalgues possèdent une couche de surface polymérique qui distribue la charge à l'intérieur de son volume, ce qui affaiblit, à charge égale, les interactions répulsives provenant de la couche double électrique (EDL) par rapport aux modèles classiques. Enfin, nous avons identifié pour la première fois sur des supensions algales deux comportements de sédimentation distincts en fonction du taux d'hydrolyse de l'eau de mer: (i) la sédimentation des agrégats individuels et (ii) la formation de réseaux (percolation) menant à une sédimentation collective. Nous définissons une plage optimale de taux d'hydrolyse favorisant une sédimentation rapide tout en minimisant la formation de précipités dans les conditions étudiées. Ces résultats apportent de nouvelles perspectives sur les mécanismes de flocculation des microalgues et peuvent contribuer au développement de stratégies de récupération de biomasse plus efficaces et durables, avec des applications potentielles dans la production de biocarburants.