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Culture de la spiruline (genre Arthrospira) sous serre

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Introduction

La spiruline ou Arthrospira platensis est une cyanobactérie en forme de spirale. Sa taille est d’environ un dixième de millimètre, identifiable par sa couleur bleu-vert.

Cette « microalgue » (le terme correct est bactérie) est reconnue pour sa haute valeur nutritionnelle et sa composition chimique. C’est l’une des plus importantes cyanobactéries cultivées industriellement dans le monde. Elle a une forte teneur en protéines (50-70 en poids sec).

La Chine et les États-Unis sont aujourd’hui les plus grands producteurs industriels. En France, de petites et moyennes exploitations cultivent également la spiruline.

Light microscopy of Arthrospira filaments (x200) source = Krzysztof Waleron

De nos jours, de plus en plus de personnes se lancent dans la production de spiruline en serre. En effet, la serre est un outil parfait pour protéger et contrôler l’environnement. En fait, elle aide les cultivateurs à établir des conditions de croissance optimales.

Conditions de culture de la spiruline

Les principaux facteurs limitants pour la culture de la spiruline sont la lumière, la température de l’eau, la disponibilité des nutriments comme pour la plupart des plantes : carbone, azote, sels minéraux… et les propriétés chimiques de l’eau : eau saumâtre (salée mais pas autant que l’eau de mer) et alcaline (pH entre 9 et 11) :

  1. La lumière est le facteur clé de la croissance de la spiruline, la bactérie étant capable d’effectuer la photosynthèse. De nombreuses études ont porté sur l’effet de l’intensité lumineuse sur l’augmentation de la production de biomasse.

  2. Certains experts ont mentionné que la spiruline ne tolère pas les changements brutaux de température (eau). Au-dessus de 35°C, les rendements commencent à chuter.

  3. La disponibilité des nutriments est également un facteur limitant. Ci-dessous un exemple de milieu de culture (milieu de Zarouck) :
    _ NaHCO3 (16.8 g/L)
    _ K2HPO4 (0,5 g/L)
    _ KNO3 (2,5 g/L)

  4. Le pH basique et la forte alcalinité empêchent la contamination par d’autres micro-organismes dans le milieu de culture.

Culture de la spiruline dans des photobioréacteurs verticaux

Culture en serre

Les deux principales méthodes de production de spiruline sont le bassin à circuit ouvert (ORP en anglais) ou les photobioréacteurs fermés (PBR en anglais) : configuration tubulaire, colonne ou plate…

La spiruline peut être cultivée sous serre dans des bassins peu profonds, constamment remués. En effet, l’Arthrospira a besoin de lumière, cependant, elle ne supporte pas une exposition prolongée au soleil. Pour développer le système, il faudra de l’eau et du CO2.

Les serres de basse technologie (low-tech) avec des filets anti-insectes (grandes mailles) sur les côtés pour la ventilation peuvent être une bonne option pour contrôler la température à l’intérieur. La fonction principale de la serre sera de protéger les Arthrospira des perturbations extérieures (météo, contamination extérieure…).

De plus, le choix du bon film plastique pour couvrir la serre sera très important pour avoir une grande quantité de lumière à l’intérieur de la zone de culture. Par exemple, un plastique avec un traitement diffus élevé est préférable pour la méthode de culture verticale (rayons lumineux atteindront plus de surface dans la serre).

Un système de brumisation (basse ou haute pression) peut également contribuer (selon l’emplacement du projet) à augmenter l’humidité relative (%) et à réduire la température à l’intérieur de la serre. Ce système n’est pas très efficace et coûteux dans les régions tropicales et subtropicales en raison de l’humidité relative extrême de l’air.

Sur la photo ci-dessus, le milieu de culture est ensuite filtré pour récupérer la spiruline qui est ensuite pressée et séchée pour assurer sa conservation.

Sources:

Arthrospira (Spirulina): B.A. Whitton (ed.), Ecology of Cyanobacteria II: Their Diversity in Space and Time.

Edible Cyanobacterial Genus Arthrospira: Actual State of the Art in Cultivation Methods, Genetics, and Application in Medicine, Furmaniak and al., 2017.

Production de spiruline à la ferme: produire de la spiruline à la ferme grâce au digestat et à la chaleur excédentaire d’une installation de biogaz.

Zarrouk, C. (1966). Contribution to the Study of Cyanophyceae: Influence of Various Physical and Chemical Factors on Growth and Photosynthesis of Spirulina maxima (Setch and Gardner) Geitler. Doctoral thesis, University of Paris, Paris.

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Corenthin Chassouant

Ingénieur agronome (MSc) travaillant dans le secteur des serres et de l’industrie horticole. Mes expériences internationales et mes connaissances me permettent de travailler avec des agriculteurs et des professionnels dans le monde entier pour les conseiller.

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