thumb|upright=2|Schéma de production d'algocarburant. Un algocarburant est un carburant à base de lipides extraits des micro-algues.
Les algocarburants sont des biocarburants de « troisième génération » potentiellement capables de remplacer les controversés biogazoles de « première génération », obtenus à partir d'huile végétale de plantes terrestres. Le combustible d'algues, le biocarburant d'algues ou l'huile d'algues est une alternative aux combustibles fossiles liquides qui utilisent les algues comme source d'huiles riches en énergie. Comme le carburant fossile, le carburant à base d'algues libère du lorsqu'il est brûlé, mais contrairement au carburant fossile, le carburant à base d'algues et autres biocarburants ne libère que du récemment prélevé dans l'atmosphère par photosynthèse à mesure que les algues ou les plantes poussent. Une algue est amenée à maturation et est transformée en biocarburant en un peu plus de 2 jours, alors que des ressources comme le pétrole fossile, demandent plusieurs millions d'années pour transformer la matière végétale en pétrole.
La crise énergétique et la crise alimentaire mondiale ont suscité un intérêt pour la culture d'algues pour la production de biogazole et d'autres biocarburants sur des terres impropres à l'agriculture classique. Parmi les possible caractéristiques attrayantes des combustibles à base d'algues, mentionnons qu'ils pourraient être cultivés avec un impact minimal sur les ressources en eau douce, peuvent être produits en utilisant du sérum physiologique et des eaux usées, et sont biodégradables et relativement inoffensifs en cas de déversement dans l'environnement naturel. Même si les algues peuvent rapidement envahir le milieu.
Le biocarburant produit entièrement à partir d'algues est considéré comme une énergie de générationÉnergie de la mer : Le biocarburant et les algues., mais sa production n’est pas encore au pointMicroalgues : toujours dans la course aux biocarburants ?.
Histoire Le précurseur de l'utilisation des algues à l'échelle industrielle est Alexandre Saint-Yves d'Alveydre à la fin du . Il entreprit la mise au point d'applications industrielles de plantes marines, et arrêta son projet faute de capitauxDe l'utilité des algues marines paru en 1879 ; Éditeur : O. Berthier ; Langue : Français ; ASIN : B001BS47TU..
Principales caractéristiques Les algues sont le premier composant du kérogène, duquel est issu le pétrole.
Photosynthèse des micro-algues thumb|Principe de la production de carburants par des micro-algues. Les diatomées et les chlorophycées ont un processus photosynthétique similaire à celui des plantes supérieures. Elles sont capables de fixer, comme le font les plantes terrestres, le grâce à l’enzyme Rubisco (Ribulose 1,5 bisphosphate carboxylase). Les produits du cycle de Calvin servent de point de départ aux biosynthèses de sucres ou de lipides. L’enzyme acétylcoenzyme A carboxylase (ACCase) joue un rôle clé, notamment chez les diatomées, dans la voie de synthèse des triglycérides ou triacylglycérols (TAG), molécules recherchées pour l’obtention des carburants. Une carence en silice induit chez les diatomées une synthèse accrue en lipide, ceci en lien avec l’activité du gène de l’ACCase. Ce gène a été isolé et cloné en vue de chercher à augmenter son expression et donc la production d’huile. Un stress azoté chez les algues vertes s’accompagne des mêmes effetsÉtude en français commandée par l'entreprise Greenfuel.Voir sur scribd.com.. Ceux-ci ont quand même le défaut de diminuer la reproduction des algues. Il faut donc bien chronométrer le moment où les algues seront mises en situation de stress azote, c'est-à-dire au moment où elles atteignent l'effectif final visé.
Rendements Il existe différents types de rendements. Le rendement en biomasse caractérise la production de matière vivante, ce rendement est une base de comparaison pour les sources de biocarburants (céréales, algues, arbres, etc.). Ce rendement est particulièrement utilisé dans l'analyse du remplacement du pétrole par une énergie renouvelable équivalente (liquide, avec peu de modification des systèmes déjà existants comme les moteurs). Le rendement énergétique caractérise la production finale d'énergie, quelle que soit sa forme (carburant ou électricité). C'est un indicateur de comparaison global..
Rendement en biomasse thumb|alt=cette photo prise au microscope illustre la diversité morphologique des diatomées, on peut voir des cellules rondes, rectangulaires, ovales ou encore trapézoïdales|Il existe environ espèces de diatomées (micro-algues) connues dans le monde — plus de 400 nouveaux taxons sont décrits chaque année.Certaines espèces sont particulièrement riches en huile. Selon le programme de recherche Shamash, coordonné par l'INRIA, certaines micro-algues . Les micro-algues expérimentées sont les diatomées et les chlorophycéesSite officiel du programme de recherche français Shamash« Un carburant à base d'huile d'algue »..
Selon l'IFREMER,
Selon Yusuf Chisti de l'université Massey en Nouvelle-Zélande (Institute of Technology and Engineering), le rendement des diatomées et chlorophycées est nettement supérieur à celui des plantes terrestres telles que le colza car ce sont des organismes unicellulaires ; leur croissance en suspension dans un milieu aqueux leur permet un meilleur accès aux ressources : eau, CO2 ou minéraux Chisti Yusuf, Biodiesel from microalgae, 2007. Selon les scientifiques du NREL (), les algues microscopiques sont capables de
Les carburants nécessaires pour le transport routier des États-Unis pourraient être couverts par la production d'algocarburants sur une surface de , soit à peu près la superficie totale de la Hongrie. Un rendement à comparer avec celui de l'huile de palme, qui pour le même usage nécessiterait la surface totale d'un pays comme le Pakistan. Un chercheur ayant réalisé une étude pour le département de l'Énergie des États-Unis estime quant à lui que le carburant consommé aujourd'hui aux États-Unis pourrait être produit sur une surface moindre, équivalente à celle de l’État de Maryland qui fait , soit un carré de de côté. À titre de comparaison, le Sahara représente .
Rendement énergétique Le rapport « Agrocarburants et Environnement » publié fin 2008 en France par le ministère de l’Écologie, affirme pour sa part que le rendement de conversion de l'énergie solaire par les micro-algues est de l'ordre de , soit deux à dix fois moins que l’énergie éolienne (entre 5 et ), ou l’hydroélectricité de montagne (entre 10 et )Agrocarburants et environnement p. 85. La conclusion tirée par ce rapport est que :
Coût Les estimations du coût de production industrielle divergent. L'équipe scientifique française Shamash évalue en à le coût de production industrielle de l'algocarburantVoir sur Le Figaro.. Une entreprise canadienne, Seed Science LtdA Sober Look at Biofuels From Algae estime le coût de production industrielle dans les pays développés à un chiffre compris entre 3,5 et par litre (soit entre et ). Le programme , du département de l'Énergie des États-Unis évalue le coût de production industrielle à plus de par gallon, soit par litre, compte tenu des données connues en , voir archive.. La société AlgenolVoir sur algenol.com. annonce une distribution à bas coût de par gallon en 2015Voir sur formule-verte.com., soit par litre. Pour comparaison, le coût technique de production du pétrole (exploration, développement et exploitation) varie entre 10 et 40$ par baril, soit 6 à 24 centimes d'euros par litre.
Perspectives de développement En 2008, le responsable du programme de recherche français Shamash, Olivier Bernard (INRIA) précisait : Les sociétés privées proposent des scénarios plus optimistes, Cette même année 2008, un rapport de la Communauté du renseignement des États-Unis (organe synthétisant les analyses géopolitiques des services de renseignement américains) suggérait quant à lui que dans son rapport titré Global Trends 2025 - a Transformed World. Ce rapport indique également que le coût de développement à grande échelle des nouvelles infrastructures associées aux biocarburants (transport de l'hydrogène par exemple) serait un problème, mais que le développement d'infrastructures locales seraient plus bas et envisageable (production d'énergie pour de petits commerces ou maisons individuelles) Le rapport du National Intelligence Council : Global Trends 2025 - a Transformed World publié le 19 novembre 2008 par le National Intelligence Council (page ix) cité et commenté dans un article du Monde d'Hervé Kempf publié le 22 novembre 2008.. En 2009, la société Solazyme Inc, a été sélectionnée par l' pour développer et produire à l'échelle commerciale des biocarburants à base d'algues, qui répondent aux spécifications de la marine américaine pour ses plates-formes militaires tactiques. Solazyme produira un carburant renouvelable sous le nom commercial Soladiesel F-76. Ce carburant est testé pour évaluer sa compatibilité avec l'actuel carburant diesel F-76 Naval distillatVoir sur energiesdelamer.blogspot.com.. En 2010, la startup française Fermentalg souhaite produire, en partenariat avec le CEA des Oméga 3 à partir de bactéries cyanophycées en bioréacteurs (sans lumière), et un algocarburant, à partir de cyanophycées ou algues filamenteuses riches en lipides (jusqu'à 70 % de la masse de certaines espèces) alimentés par des sous-produits industrielsArticle de F. Niedercorn intitulé « Fermentalg veut transformer les micro-algues en carburant », Les Échos, .. En 2011, un Sud-CoréenJeon Byeong-hoon, chercheur en science de l’environnement à l’université de Yonsei a montré que la destruction par ultrasons des parois cellulaires algales accroît la quantité de bioénergie (d'un facteur 6 au maximum, permettant de passer à d'éthanol à Ambassade de France en Corée / ADIT – Bulletin de veille ADIT : BE Corée numéro 57 (23/09/2011).). En 2012, les sociétés françaises Ennesys et Cojolys ont mis au point deux dispositifs générant de l'électricité et de la chaleur via des aquariums installés sur les toits en conduisant des eaux usées comme celles des WC dans un bassin où croissent des algues unicellulaires. Stimulés par la lumière, ces organismes se nourrissent de matière organique et produisent un biocarburant utilisable dans un générateur. Le dispositif permettrait d'assurer l'autosuffisance d'un bâtiment20 minutes (Suisse), 27 août 2012, « Algues énergétiques en guise de toiture », dépêche d'agence, .. En 2016, en Chine, le génome mitochondrial d'une souche « YC001 » de micro-algue verte d'eau douce dite (Ettlia sp.) réputée potentiellement intéressante pour l'algoculture a été séquencéHyung-Gwan Lee, Hae Jung Song, Dae-Soo Kim, Chung Hyun Cho, Hyun-Joon La, Hee-Mock Oh, and Hwan Su Yoon (2016) Unique mitochondrial genome structure of the green algal strain YC001 (Sphaeropleales, Chlorophyta), with morphological observations. Phycologia: 2016, Vol. 55, No. 1, pp. 72-78. doi: https://dx.doi.org/10.2216/15-71.1 (résumé). Les analyses phylogénétiques moléculaires et les observations microscopiques permettent selon les auteurs de classer cette espèce comme appartenant au genre Coelastrella et de la comparer avec Acutodesmus obliquus qui lui est taxonomiquement très proche ().
Controverse À le litre, l'huile de micro-algue ne serait pas compétitive sur le marché selon l'équipe Shamash. A contrario, la société Algenol annonce une distribution à bas coût de par gallon en 2015 ( par litre).
Le recours aux algocarburants, parfois surnommés l'algocarburant « oilgae » (oil + algae en anglais)), serait une alternative aux carburants d'origine fossile, mais encore non satisfaisant sur le plan écologique, en comparaison avec la production électrique à partir de l'énergie solaire.