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Investissements d'avenir : Focus sur le projet IDEALG

Projet innovant

Retour sur la nomination du projet IDEALG dans le cadre des Investissements d'avenir. Interview de Philippe Potin, chercheur à la Station biologique de Roscoff et porteur du projet.

IDEALG a été retenu au terme de l’appel d’offres Investissements d’avenir « Biotechnologies Bioressources ». Le projet vise à démontrer la faisabilité d'exploiter la recherche en génomique et post-génomique dans les biotechnologies, l’exploitation durable et la mariculture des macro-algues. Piloté par l’Université européenne de Bretagne, soutenu par la Région Bretagne et porté par le chercheur Philippe Potin et plusieurs équipes de la Station biologique de Roscoff, IDEALG est à 99 % breton.

Bretagne Développement Innovation : quel est le contenu du projet et qui concerne-t-il ?

Philippe Potin : le projet IDEALG vise à démontrer la faisabilité d'exploiter la recherche en génomique et post-génomique dans les biotechnologies, l’exploitation durable et la mariculture des macro-algues. L’idée est de comprendre la complexité des interactions des algues avec les organismes qui leurs sont étroitement associés, notamment les micro-organismes, qui contribuent à leur dégradation ou qui provoquent des maladies dans les cultures, à travers des approches métagénomiques. Ces efforts intensifs en recherche fondamentale vont donc générer de nouvelles ressources génomiques et de nouveaux outils pour améliorer la gestion des bioressources d'algues et la domestication de certaines espèces,  comme la disponibilité de nombreux marqueurs moléculaires, ainsi que de nouvelles connaissances sur les phénomènes d’héritabilité pour l'amélioration des cultures d'algues.

Le développement de la génétique quantitative et la sélection variétale assistée par marqueurs seront alors possibles par ces nouvelles approches.  En outre, la génomique des populations pourrait à terme aider à l'exploitation des ressources génétiques ainsi que dans le développement de la génétique d'association. L'intégration de toutes les technologies en "omique" fournira une vision exhaustive des métabolismes primaires et spécifiques des trois lignées d'algues qui profitera à des domaines variés de l'industrie, y compris les utilisations traditionnelles des algues dans l'industrie des colloïdes et des entreprises de biotechnologie, et à des PMEs impliquées dans la promotion du développement de l'aquaculture d'algues et de nouveaux usages des algues alimentaires. Des objectifs plus spécifiques portent sur la caractérisation fonctionnelle de nouvelles enzymes, provenant des algues ou de leurs micro-organismes associés, pour la préparation d'oligosaccharides et de polysaccharides sur mesure et d'autres molécules bioactives pour soutenir la création d'une nouvelle start-up et pour poursuivre des coopérations étroites avec la R&D de plusieurs entreprises. Une partie de cette connaissance appliquée conduira à sélectionner de nouveaux micro-organismes et développer de nouvelles approches d’ingénierie moléculaire dans le domaine de la bioconversion de la biomasse algale. Elle pourra également conduire à la manipulation de la physiologie des algues par des pratiques de culture en milieu ouvert et à de l'ingénierie métabolique dans les systèmes de culture clos d'algues filamenteuses de petite taille comme E. siliculosus.  

En parallèle à ces recherches, IDEALG prévoit d'anticiper les impacts économiques, sociaux, environnementaux et éthiques de ces développements à l’échelle des écosystèmes et des autres activités maritimes dans un contexte de compétition pour l'espace (plan de diversification de certaines exploitations conchylicoles, développement des cultures associées aux parcs d'éoliennes off-shore).  Les problèmes de conservation et de biosécurité et l’impact des nouvelles technologies seront également étudiés, ainsi que les bilans carbone et les cycles de vie des nouvelles productions d’algues.

BDI : quels sont les atouts de la Bretagne pour mener à bien ce projet ?

Philippe Potin : avec un tissu de plus de cinquante entreprises qui valorisent  principalement les grandes algues marines en Bretagne, et l’appui du Pôle de Compétitivité Mer Bretagne, cette région est la mieux placée en Europe, en termes de potentiel de recherche et d’infrastructures de  transfert, pour relever les défis des besoins croissants en biomasse marine représentée par les macro-algues, pour leurs usages traditionnels en alimentation, agriculture et cosmétiques et dans tous les nouveaux secteurs de recherche de nouveaux bioactifs, biomatériaux, précurseurs pour la chimie verte et pour les bioénergiesbioénergies bioénergiesbioénergies.

bioénergies Au cours de la dernière décennie, la Station Biologique de Roscoff (SBR) a pris une position de premier plan dans la recherche fondamentale européenne et mondiale sur les grandes algues marines et la promotion de la génomique des modèles et des écosystèmes marins. Elle s’est également investie dans le développement des biotechnologies marines sous forme de projets collaboratifs avec des entreprises et dans  la création de start-ups de biotechnologies.

BDI : quels en sont les enjeux ?

Philippe Potin : en France, il existe un tissu très riche de petites et moyennes entreprises, pour l’essentiel localisées en Bretagne (67 établissements pour 1635 emplois recensés en 2007 par la CCI de Brest) qui valorisent les grandes algues marines pour des usages cosmétiques, agricoles et/ou alimentaires. Deux grands groupes internationaux (CARGILL & DANISCO) exploitent aussi la biomasse algale récoltée en Bretagne pour l’extraction de composés épaississants et gélifiants. Ces entreprises utilisent essentiellement des bioressources algales prélevées dans les  populations naturelles (70 à 80,000 tonnes)  ou des algues importées. Cependant, très peu d’entre elles ont recours aux outils biotechnologiques  tels que le criblage à moyen ou haut débit, les analyses moléculaires,  le génie génétique  et les systèmes de production in vitro... Les cultures d’algues, notamment destinées à l’alimentation humaine, restent aussi limitées en tonnages, en raison d’une conjonction de facteurs affectant leur rentabilité économique comme les coûts de main d’œuvre et de transport pour des cultures en mer ou d’infrastructures pour des bassins et systèmes clos. D’autre part, la compétition pour l’espace est très forte et toute nouvelle installation se heurte aux conflits d’usage de l’espace maritime. A l’échelle mondiale, cette exploitation de la biomasse en Bretagne concerne un volume limité quantitativement en comparaison des 16 millions de tonnes fraîches produites dans le monde pour 80 % en Asie et à 95% par aquaculture marine, mais elle représente 425 M d’€, c’est à dire environ 5% de la valeur économique mondiale des grandes algues (8 Mds d’€).

Les enjeux qui sont apparus ont replacé les grandes algues marines au cœur de l’actualité :

  • L’eutrophisation liée aux apports anthropiques terrestres a conduit aux phénomènes de marées vertes dans plusieurs baies bretonnes. Cette biomasse proliférante a suscité de nombreuses pistes de recherche de valorisation qui se sont toutes heurtées à la grande variabilité et à la piètre qualité de ces apports.  Des efforts de bioremédiation sont envisageables dans ces baies et plus largement dans tous les bassins d’élevages marins et ils pourraient s’appuyer sur de nouvelles technologies d’aquaculture plus à même de stabiliser les apports de biomasse y compris d’espèces d’algues vertes valorisables.
  • Des développements des cultures  d’algues ont aussi été proposés comme une activité complémentaire ou de substitution pour la profession conchylicole confrontée à la grave crise due aux mortalités estivales des stocks de juvéniles d’huîtres.
  • Enfin, les nouveaux besoins en biomasse ont suscité de nouveaux projets pour développer des cultures à forte productivité qui pourraient notamment accompagner l’implantation de parcs éoliens off-shore. Ces infrastructures en haute mer offrent des possibilités d’exploitation durable de cultures marines à finalité chimique ou énergétique.  La France est peu visible dans ce secteur en pleine effervescence qui a suscité en l’espace de 3 ans, près d’un demi milliard de dollars d’investissements à l’échelle mondiale en Asie, Amériques et aussi en Europe. Certaines contraintes exposées précédemment peuvent expliquer cette exception française, qui pourrait être dépassée par un nouvel élan.

Avec un potentiel de recherche amont unique en Europe, les biotechnologies marines représentent aujourd’hui une opportunité de placer la France comme leader européen de l’exploitation des ressources en macro-algues. La nécessité d’exploiter de façon durable cette biomasse impose en effet de porter d’emblée une attention forte à la gestion à long terme de ces ressources, prélevées dans les populations naturelles ou cultivées, et donc de mieux comprendre leur biologie, leur métabolisme et leur écologie. De fait, avec les apports de la génomique et sous l’impulsion de programmes nationaux et européens, les recherches sur la biologie des organismes et des écosystèmes marins vivent une véritable révolution conceptuelle et technologique, qui rend cet objectif plus accessible.



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