Généralité sur les microalgues

1. Définition

 Les microalgues, ou Phytoplancton, ont généralement d’une taille de l’ordre du micron (DIADIÉ, 2009). Ce sont définies comme des organismes unicellulaires ou pluricellulaires soit des Eucaryotes ou des Procaryotes (SIALVE et STEYER, 2013). Les microalgues caractérisés principalement par l’absence de racines et de feuilles mais possédant de la chlorophylle ainsi que d’autres pigments pour réaliser la photosynthèse (BECERRA C., 2009). Leur mécanisme photosynthétique est similaire à celui des plantes terrestres (SADI, 2012).

Elles sont distribuée dans les mers, les océans, les eaux douces et les eaux saumâtres. Sous la forme d’un revêtement gluant sur les structures immergées. Certaines espèces s’installent sur les murs des monuments ou sur les troncs des arbres. D’autres microalgues vivent en symbiose avec des animaux (mollusques) aussi, avec des champignons en formant des lichens (DIADIÉ, 2009).

2. Morphologie

Les microalgues appartenant à deux groupes: les eucaryotes et les procaryotes.

2.1 Eucaryote

 Les microalgues eucaryotes est un organisme photosynthétique unicellulaire délimitée par une membrane plasmique, qui contient au sein de son cytoplasme de nombreux organites nécessaires à son fonctionnement et à son métabolisme: proie cellulaire, chloroplastes, mitochondries, cytoplasme, et son noyau entouré de son enveloppe(Figure 01) (RICHMOND, 2004).

 2.2  Procaryote

 Les microalgues procaryotes sont caractérisés par l’ absence de noyau individualisé, pas de membrane nucléaire ni de nucléoles, pas de la chromatine qui représentent comme chez les bactéries, un appareil nucléaire très simples. Absence de plastes, de mitochondries, d’appareil de Golgi, de vacuoles (GREGORY, 1985). Certaine Cyanobactéries possèdent des vacuoles gazeuses constituées de vésicules gazeuses, les pigments ne sont pas portés par des plastes mais sont diffus dans le cytoplasme et donnent aux cellules une coloration homogène(Figure 02) (BARSANTI and GUALTIERI, 2014 ).

 3. Ecologie

 Les microalgues occupent la plupart des niches écologiques, elles sont surtout présentes dans les environnements aquatiques, elles ont su également coloniser les sols et une vaste gamme de supports comme les rochers, les arbres ou encore les édifices architecturaux. certaines microalgues se développent dans les eaux de fonte de la glace ou de la neige (SIALVE et STEYER, 2013). Elles vivent dans des marais salants, dans des milieux acides ou fortement alcalins (CADORET et al., 2008) et on les rencontre également dans les déserts arides à semi-arides. L’atmosphère constitue également un environnement dans lequel une diversité notable de microalgues eucaryotes et de cyanobactéries est signalée (SIALVE et STEYER, 2013).

4. Nitrution

 Tout comme les plantes supérieures, les microalgues ont besoin de certains nutriments essentiels pour leur métabolisme (SIROIS, 2013). Plusieurs espèces de microalgues sont capables de passer d’une croissance photoautotrophe ou une croissance hétérotrophe Certaines algues peuvent également se développer par mixotrophie en combinant les deux modes (BAYA, 2012). Pour des algues autotrophie, la photosynthèse est une clé component de leur survie, par lequel ils convertissent la radiation solaire et le CO₂ absorbé par chloroplastes en chaînes carbonées et O₂, la monnaie d’énergie utilisable au niveau cellulaire, qui est alors utilisé dans la respiration pour produire l’énergie de supporter la croissance (DRAGONE and al.,  2010).

Les microalgues pour pouvoir assimiler les hydrates de Carbone, doivent posséder un système de transport à haute affinité. Selon (CANTIN, 2010). Certains travaux réalisés à cet effet permettent de croire qu’il existe différent systèmes de transport:

• La diffusion passive qui n’exige aucune dépense énergétique.
• La transport actif via la présence d’un gradient de concentration à travers la
• Le transport ainsi que la fixation par une enzyme transmembranaire (tableau suivant)

Tableau 01 : Les modes de nutrition des microalgues (BECERRA C, 2009).

5. Reproduction

Les modes de reproduction chez les microalgues peuvent être végétatives par la division d’une cellule seule ou d’une fragmentation d’une colonie, asexuée par la production de spore mobile, ou sexuelle par l’union de gamètes.

Le mode végétatif et asexué permet la stabilité d’un génotype adapté dans une espèce d’une génération au suivant. Les deux modes fournissent les moyens rapides et économiques d’augmenter le nombre d’individus en limitant la variabilité génétique.

Le mode sexuel implique plasmogamie (l’union de cellules), caryogamie (union de noyaux), association de chromosome et méioses, aboutissant à recombinaison génétique. La reproduction sexuée tient compte de la variation, mais est plus coûteuse, à cause de la perte des gamètes qui échouent à s’accoupler (BARSANTI and GUALTIERI, 2006).

6. Composition des microalgues

 D’après GUEZZEN( 2014), les microalgues ont une grande valeur biologique due à leurs richesses en :

• Fibres : de 33à61%
• Calcium : les microalgues sont une source abondante de ce minéral qui peut être jusqu’à 34% de la matière sèche.
• Vitamines : surtout la vitamine B12 à des teneurs assez importantes contrairement aux plantes
• Iode : la teneur en iode des microalgues est exceptionnelle et peut atteindre jusqu’à 14296mg/kg matière sèche.

• Protéines : Les phycobiliprotéines sont les principaux pigments des algues rouges (phycoérythrine) et bleus (phycocyanine) ,possèdent des propriétés antioxydantes utilisées dans les traitements de certains cancers et maladies inflammatoires liées au stress oxydatif
• Polyphénols : appelés phlorotannins chez les microalgues, ils sont présents surtout dans les phéophycées et montrent une activité antioxydante dans les tests in vitro
• Caroténoïdes : des puissants antioxydants ,les algues brunes en sont riches en plus des fucoxanthine,β-cartène et De nombreuses études ont démontré l’activité antioxydante des caroténoides et effets preventifs contre les pathologies.

7. Facteurs de production

 Selon DABBADIE(1992), les facteurs ayant un rôle important sur la production microalgale sont les suivants :

• l’éclairement qui peut aussi être Une photopériode de 16 heures de jour est un minimum optimal.
• la température dont l’optimum est de 18 à 24°C selon les espèces.
•  le pH qui doit être compris entre 8,2 et 8,7.
• les nutriments: l’azote et le phosphore doivent être apportés selon un ratio N:P de 6:1. D’autres éléments devront aussi être présents (potassium, magnésium, oligoéléments…).

• le CO₂: principale source de carbone.
• l’absence de consommateurs herbivores, tels que les rotifères pour les espèces d’algues de très petite taille et surtout les daphnies, car ces organismes filtreurs peuvent provoquer un effondrement de la culture.

8. Application des microalgues

Les applications de ces microalgues sont multiples, de l’alimentation humaine, l’alimentation animale, les cosmétiques, la pharmaceutique Chaque espèce des microalgues a des propriétés qui lui sont propres et toutes les microalgues produites n’ont pas une application unique. Il est possible de regrouper les espèces en fonction de leurs principales utilisations(FILALI, 2012).

8.1  Application alimentaires

 Certaines espèces des microalgues peuvent être consommées comme des légumes. Plusieurs processus de conservation des microalgues peuvent être utilisés : elles peuvent être séchées, congelées, mises en bocaux, salées ou servies fraîches, la consommation des microalgues est traditionnelle dans de nombreux pays asiatiques.

Les principales espèces consommées sont : Undaria pinnatifida, Laminaria japonica et Porphyra sp. Les Japonais consomment actuellement 1,4 kg   des microalgue (poids sec) par an et par habitant , les microalgues dans l’alimentation sont bénéfiques outre leurs propriétés épaississantes, gélifiantes ou stabilisantes, bien connues et largement utilisées par des industries agro-alimentaires, elles ont aussi des propriétés nutritionnelles intéressantes en alimentation humaine.

L’eau de mer offre une composition remarquablement constante. Elle contient en solution tous les éléments nécessaires au maintien de la vie, éléments que les microalgues absorbent et concentrent dans leurs tissus (BECERRA C., 2009).

8.2  Application pharmaceutiques

 Les extraits des microalgues sont également utilisés par le secteur pharmaceutique, les principes actifs extraits des micro algues sont utilisés comme anti-inflammatoire œsophagien, pour lutter contre l’embonpoint, pour leur effet laxatif ou encore pour les pansements, les microalgues peuvent être utilisées dans une amélioration du confort des diabétiques.

En effet certain polysaccharides issus des microalgues des côtes françaises peuvent moduler l’absorption intestinale du glucose et la réponse insulinique à l’alimentation. Par ailleurs , des oligosaccharides extraits des microalgues peuvent améliorer l’équilibre de la flore intestinale du colon, en favorisant la croissance des bactéries comme favorables pour la santé. Ces bactéries sont actuellement largement utilisées des préparations à base de lait peu caloriques, riches en vitamines et en minéraux.

Les microalgues alimentaires sont source de polysaccharides divers, très différents de ceux provenant des végétaux terrestres. Ces polysaccharides représentent entre 30% et 70 % du poids sec des microalgues, selon l’espèce(GANA, 2014).

8.3 Application cosmétique

 Les microalgues utilises par la filière cosmétique sont souvent les mêmes que celles utilisées pour les applications alimentaires. Cependant, les travaux de recherche mettent en évidence de nouvelles applications pour de nouvelles espèces.

La filière cosmétique utilise les microalgues sous forme d’extraits de plantes, broyées (pour les gommages par exemple) ou en tant qu’agents de coloration. Etant donné que le marketing joue un rôle important dans l’industrie des cosmétiques, les microalgues sont souvent utilisées afin de véhiculer une image de produits naturels apportant les bienfaits de la mer (IDEALG, 2014).

8.4 Agrofournitures et traitement de l’eau

 En agriculture, les microalgues sont principalement utilisées comme engrais ou comme ingrédient dans la fabrication d’aliment pour le bétail. Concernant les engrais, les algues sont transformées en poudre, extraits liquides ou microbilles et sont épandues sur les terres.

En effet, les microalgues favorisent la croissance des plantes, la résistance aux maladies et produisent des substances protectrices contre les agressions par les gastéropodes. Pour l’alimentation animale, les fucales sont utilisées comme additifs alimentaires pour leurs qualités digestives. Elles sont transformées en farines mélangées à la nourriture(BARSANTI and GUALTIERI, 2014).

9. Risques des microalgues

9.1 Risque sur la sante humaine

Certaines espèces phytoplanctoniques produisent des phycotoxines, qui sont accumulées par les organismes phytoplanctonophages « les mollusques bivalves, gastéropodes, crustacés, ainsi que certains poissons ». Ces organismes jouent le rôle de vecteurs sains. Ils ne sont pas affectés par ces toxines, mais sont toxiques pour les consommateurs secondaires dont l’Homme.

9.2 Risque sur les organismes marins

 Les microalgues peut avoir des impacts directs sur les populations marines, car certaines espèces peuvent produire des toxines extracellulaires « directement libérées dans le milieu », pouvant provoquer de nombreuses mortalités chez les poissons exemple : Karenia brevis ou encore chez les invertébrés marins, exemple : Heterocapsa circularisquama «Dinoflagellé » causant des mortalités massives d’huitres perlieres et autres bivalves. Or les toxines, des lésions mécaniques peuvent également être engendrées comme le colmatage des branchies par la production de mucus ou l’altération des branchies par les excroissances « les épines » de certaines espèces phytoplanctoniques, exemple : Chætoceros sp « Diatomées »

9.3 Risque sur le fonctionnement de l’écosystème

Outre les intoxications et la mortalité des organismes évoqués précédemment, le phytoplancton est capable de provoquer un dysfonctionnement de l’écosystème due à une prolifération microalgale intense. Pour décrire cet événement, différents termes sont utilisés « bloom, marrées rouges, efflorescence,… », l’ensemble de ces termes est aujourd’hui rassemblé sous l’appellation internationale HAB « Harmful Algal Bloom ». Bien que les HAB sont des phénomènes anciens, il semblerait qu’ils sont en augmentation tant en termes d’aires géographiques touchées que la diversité des microorganismes incriminés provoquant ainsi des dangers pour la santé publique et des pertes économiques importantes(AMRI, 2008)

Source:

ABADLI, MOUNA et HARKATI, GAMRA 2015 Contribution à l’inventaire des quelques microalgues vertes d’intérêt nutritionnel dans quelques zones humides de la wilaya d’El Oued ( Lac Ayata , Chott Merouane, Sife Lemnade , STEP Kouinine) .

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