Les pouvoirs publics viennent d’accorder une subvention pour un projet écologique et économique de bio-façades en micro-algues, qui pourrait produire de l’énergie. L’agence X-TU lance le projet «Symbio2», un travail réalisé avec le concours du laboratoire du CNRS. La subvention allouée par l’État est une aide publique de 1,7 million d’euros provenant du Fonds unique interministériel, dans le cadre du programme FUI 15.

Nous savons que le marché des micro-algues est en vogue. Il représente une source attrayante d’éléments naturels pour l’alimentation, la santé et la cosmétique puisque les micro-algues sont riches en protéines, lipides, antioxydants, vitamines essentielles et pigments naturels. Cependant, la capacité de cette source naturelle est conséquente. Elle peut aller au-delà et être transformée en matériaux tels que le biocarburant et mieux, comme un isolant de façade. En effet, l’utilisation de micro-algues en façade d’immeuble pourrait à la fois produire de l’énergie et réguler la température d’un immeuble. Cette piste est explorée depuis déjà plusieurs années par différentes sociétés françaises.

Des serres érigées en double vitrage produisent des micro-algues

Un cabinet parisien d’architecture se prépare à lancer ce projet à Saint-Nazaire. Anouk Legendre, co-fondatrice avec Nicolas Desmazières du cabinet X-TU Architects, donne l’élan. C’est une réflexion de longue date, mûrie depuis six ans. Le cabinet s’interroge également sur le bâtiment du futur. En l’occurrence, le projet des façades en micro-algues représente un fort potentiel énergétique et pourrait être conséquent dans les villes, sachant que 50% des façades sont inemployées. Ces façades seraient composées de panneaux fins de 5 centimètres d’épaisseur et tels des serres, ils seraient érigés en double vitrage, produisant des micro-algues. À l’intérieur de ces panneaux circulerait un fluide nutritif propice à la croissance des organismes végétaux qui seront ensuite récoltés. Ce prototype sera construit prochainement à Saint-Nazaire, tout près des laboratoires du Gepea (Génie des Procédés, de l’Environnement et de l’Agro-alimentaire) créé en 2000. Il réunit les équipes de Génie des procédés de l’université de Nantes, de l’École des Mines de Nantes et de l’ONIRIS (Nantes). C’est un centre de recherche du ministère de l’Agriculture et de la Pêche. Le laboratoire GEPEA est associé au CNRS depuis le 1er janvier 2002. L’objectif est de développer le Génie des procédés dans les domaines de l’agro-alimentaire, de l’environnement et de la valorisation des bioressources marines.

Des micro-algues comparables aux capteurs solaires

L’agence X-TU Architects s’est engagée depuis plusieurs années dans la recherche. Elle a associé les sciences du vivant, l’architecture et l’urbanisme, au service de la durabilité et réalisé des expériences de faisabilité. Ainsi, trois tests ont été faits – dont deux à La Défense et à Paris –, de cultures de micro-algues effectuées dans des tubes ronds transparents. Désormais, l’agence d’architecture X-TU imagine et conçoit l’idée de murs-rideaux incorporés de cette culture de micro-algues. Mais, comme l’établissement ne dispose pas de toute la légitimité pour mener à bien ces projets, des partenaires spécialisés se sont associés pour concrétiser l’idée. Ainsi le laboratoire GEPEA et le Consortium SymBio2 ont répondu à l’appel de l’agence X-TU. Ces groupes réunissent des sociétés de construction prestigieuses comme la société Permasteelisa France, RFR et l’Algosource Technologies. Ils forment ensemble un partenariat équilibré et cohérent. Le groupe AlgoSource est l’expert mondial reconnu dans le domaine des micro-algues. Il propose une gamme complète de services allant de la production simple à la valorisation industrielle, proche des marchés agroalimentaires, de la chimie verte et de l’énergie.

L’idée émergente de l’ensemble des partenaires était: «Pourquoi ne pas développer les micro-algues sur un plan, à l’image des capteurs solaires?». Ainsi, le principe porte sur la culture des micro-algues vertes dans des «photo-bioréacteurs sur plans intensifiés» installés sur la façade d’un bâtiment et, à l’intérieur des panneaux, circulera un liquide nutritif favorable à la croissance des végétaux qui seront ensuite ramassés et exploités.

L’intérêt de micro-algues en façade est de produire de l’énergie, mais aussi de réguler la température d’un immeuble. L’utilisation des façades en micro-algues pourrait permettre de diminuer de plus de 50% les dépenses de chauffage et de climatisation par rapport à des bâtiments normalisés. Deux acteurs principaux sont des innovateurs français de cette production. L’agence X-TU Architects et le groupe Ennesys, qui ont participé à l’amélioration de ce projet, grâce à leurs recherches et expérimentations, assureront les performances énergétiques des bâtiments.

De véritables usines de production de micro-algues

Les expériences menées par la société Ennesys et l’agence X-TU ont permis de réaliser des façades d’immeuble qui sont de véritables usines de production de micro-algues. Et, selon l’agence X-TU, la façade sud d’une grande tour peut produire jusqu’à 33 tonnes de biomasse par hectare, avec le nouveau système de photo-bioréacteur qu’elle vient de mettre au point. Or, selon Ennesys, une façade de 10.000 m² peut produire 150 tonnes d’algues par an.

L’installation de ces panneaux sur les façades entraînera une réduction de la consommation énergétique car ils constitueront des boucliers thermiques pour les bâtiments. C’est un éco-projet efficace dans le cadre de la réduction de la consommation d’énergie.

Jusqu’à présent, les algues, surtout utilisées en pharmacie, dans l’industrie alimentaire, la santé, la cosmétique, nécessitaient des coûts très élevés de production. Elles sont exploitées dans le secteur des compléments alimentaires. La spiruline (algue minuscule), sert principalement à produire des compléments alimentaires en gélules, comprimés, poudres, micro-granules, brindilles et paillettes. La cosmétique n’est pas en reste car la spiruline entre également dans la composition de maquillages, de déodorants et de shampoings.

La construction des façades en micro-algues réalisée près de Nantes

Un prototype va être construit à Saint-Nazaire, à proximité des laboratoires du Gepea, la première «bio-façade» sur une centrale de déchets ménagers. Ce sera, dans le cadre du programme FUI 15, pour le groupe consortium SymBio2 et le Groupe Séché Environnement, une première mondiale. Il s’agira de valoriser les échanges énergétiques et chimiques avec la centrale.

Le projet vise à développer, avec l’expérience précieuse acquise par AlgoSource Technologies, un système de culture de micro-algues en symbiose totale avec la centrale. Dans cette perspective, la chaleur rejetée lors de l’incinération des déchets, le CO2 présent dans les fumées et les eaux pluviales, seront utilisés pour la culture des micro-algues. Le projet vise également à démontrer la pertinence à la fois technique, économique et écologique de tels programmes et à encourager leur développement sur d’autres bâtiments et éco-quartiers. À l’avenir, on pourra peut-être habiter des gratte-ciel alimentés en énergie par des micro-algues.

Selon le groupe, ce projet pilote va démontrer la pertinence des biofaçades pour d’autres bâtiments: bâtiments neufs ou en réhabilitation, pour des programmes de logements, de bureaux, de commerces ou d’équipements publics.

Une nouvelle filière de bâtiments de troisième génération

La commercialisation en France et à l’international des photobioréacteurs et de leur intégration aux bio-façades s’adresse à la fois au marché en pleine croissance des bâtiments à faible impact environnemental et à celui de la chimie verte. Un marché estimé en 2030, pour la production de biomasse, à 10 milliards d’euros et pour les biofaçades (études et construction) à 19 milliards d’euros. L’offre commerciale s’étend ainsi de la conception des équipements et façades à l’exploitation et à la valorisation de leur production.

De plus, selon les partenaires du projet, cette entreprise génèrera plusieurs milliers d’emplois dont de nombreux emplois locaux d’exploitation et de maintenance et plus de 10.000 dans le BTP.

Le phytoplancton sera nourri par le CO2 et par les engrais naturels venant des eaux usées. Peu après (environ 24 heures), le phytoplancton est ramassé, puis reconverti en plusieurs sources d’énergie (gaz, hydrogène, huile végétale, biomasse maigre). Ces combustibles liquides et solides seront transformés ultérieurement en énergie thermique et électrique. Ainsi, ce système permet aux bâtiments de bénéficier d’une indépendance énergétique et de réduire aussi sa consommation d’eau. Car les eaux usées traitées pourront être réutilisées pour les chasses d’eau de l’immeuble.

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