BE1021386B1

BE1021386B1 - DEVICE FOR CULTIVATING PHOTOTROPHIC ORGANISMS.

Info

Publication number: BE1021386B1
Application number: BE2013/0310A
Authority: BE
Inventors: Anne-Lise Hanston; Amaury Massart; Louis Masset; Christophe Boonaert
Original assignee: Agc Glass Europe; Carmeuse Group; Universite De Mons
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2015-11-12

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour cultiver des organismes phototrophes comprenant au moins deux photobioréacteurs airlift reliés, destinés à contenir un milieu de culture comprenant des organismes phototrophes, placés en série. Selon l'invention, un tel dispositif comprend des photobioréacteurs airlift reliés par au moins deux jambes de circulation externes placées de part et d'autre de chaque photobioréacteur. Figure 1.The invention relates to a device for cultivating phototrophic organisms comprising at least two connected airlift photobioreactors, intended to contain a culture medium comprising phototrophic organisms, placed in series. According to the invention, such a device comprises airlift photobioreactors connected by at least two external circulation legs placed on either side of each photobioreactor. Figure 1.

Description

Dispositif pour cultiver des organismes phototrophes ’ 1. Domaine de l’invention L’invention concerne un dispositif pour cultiver des organismes phototrophes. Plus particulièrement, l’invention concerne un dispositif pour cultiver des organismes phototrophes comprenant au moins deux photobioréacteurs air-lift, placés en série et reliés par au moins deux jambes de circulation externes. L’invention peut être utilisée notamment dans le traitement des fumées industrielles, dans la production de biocarburant d’origine photosynthétique... 2. Solutions de l’art antérieurFIELD OF THE INVENTION The invention relates to a device for cultivating phototrophic organisms. More particularly, the invention relates to a device for cultivating phototrophic organisms comprising at least two air-lift photobioreactors, placed in series and connected by at least two external circulation legs. The invention can be used in particular in the treatment of industrial fumes, in the production of biofuel photosynthetic origin ... 2. Solutions of the prior art

Les organismes capables de photosynthèse, et plus particulièrement les micro-organismes capables de photosynthèse, tels que les microalgues ou les cyanobactéries présentent un grand intérêt tant environnemental qu’économique du fait de leur haute capacité à transformer le dioxyde de carbone (ci-après désigné CO2) en oxygène (ci-après désigné O2) appelé également « oxygène métabolique ». De tels micro-organismes synthétisent leur matière organique en exploitant la lumière (du soleil) et en fixant le CO2. Leur croissance présente également un intérêt dans l’obtention de biocarburant d’origine photosynthétique ou des composés nutraceutiques issus de la biomasse algale. Ces organismes phototrophes peuvent être ainsi valorisés de façons diverses : énergie (biocarburant, biogaz...), alimentation (compléments alimentaires, aquaculture...), pharmaceutique (molécule d’intérêt, acides aminés, vitamines...), dans la dépollution des eaux (métaux lourds, pollution organique, dénitrification...).Organisms capable of photosynthesis, and more particularly micro-organisms capable of photosynthesis, such as microalgae or cyanobacteria, are of great environmental and economic interest because of their high capacity to transform carbon dioxide (hereinafter referred to as CO2) in oxygen (hereinafter O2) also called "metabolic oxygen". Such microorganisms synthesize their organic matter by exploiting the light (of the sun) and by fixing the CO2. Their growth is also of interest in obtaining photosynthetic biofuel or nutraceuticals derived from algal biomass. These phototrophic organisms can be thus valorized in various ways: energy (biofuel, biogas ...), food (food supplements, aquaculture ...), pharmaceutical (molecule of interest, amino acids, vitamins ...), in the water pollution (heavy metals, organic pollution, denitrification ...).

La croissance des organismes phototrophes et plus particulièrement des micro-organismes phototrophes et plus précisément la croissance des micro-organismes phototrophes immergés dans un milieu de culture contenu dans un photobioréacteur a fait l’objet de nombreuses recherches. En particulier, l’amélioration de leur taux de croissance est primordiale, notamment pour l’utilisation de ces micro-organismes phototrophes pour la captation du CO2 contenu dans les fumées émises par les entreprises qui consomment de grandes quantités d’énergies fossiles, ceci dans le but de réduire leur empreinte carbone et limiter l’effet de serre.The growth of phototrophic organisms and more particularly phototrophic micro-organisms and more specifically the growth of phototrophic micro-organisms immersed in a culture medium contained in a photobioreactor has been the subject of much research. In particular, the improvement of their growth rate is essential, especially for the use of these phototrophic micro-organisms for the capture of the CO2 contained in the fumes emitted by the companies which consume large quantities of fossil energies, this in the goal of reducing their carbon footprint and limiting the greenhouse effect.

Dans de nombreux procédés de culture d’organismes phototrophes dans des photobioréacteurs, l’agitation du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes est souvent limitante. Cette étape d’agitation est une opération essentielle qui demande des investissements énergétiques non négligeables. En effet, l’agitation permet une homogénéisation efficace du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes mais aussi d’éviter la sédimentation de ces derniers. Elle permet également d’obtenir une diffusion uniforme de la lumière au sein du photobioréacteur. Les réacteurs mécaniquement agités sont très répandus pour ce type de procédé mais ils ne constituent pas nécessairement la meilleure conception pour les réactions biologiques aérobies. Cela induit une consommation énergétique importante qui est ensuite dissipée sous forme de chaleur dans le fluide, et des forces de cisaillement élevées.In many methods of cultivating phototrophic organisms in photobioreactors, agitation of the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed is often limiting. This stirring step is an essential operation that requires significant energy investments. Indeed, stirring allows efficient homogenization of the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed but also to avoid sedimentation of the latter. It also makes it possible to obtain a uniform diffusion of light within the photobioreactor. Mechanically agitated reactors are very common for this type of process, but they are not necessarily the best design for aerobic biological reactions. This induces a large energy consumption which is then dissipated as heat in the fluid, and high shear forces.

Les coûts opératoires élevés, dus à l’énergie dissipée dans les réacteurs mécaniquement agités, ont conduit à la conception et au développement de nouveaux types de réacteurs multiphasiques permettant l’amélioration du transfert du CO2 dans un faible volume avec un degré de mélange élevé conjugué à une construction simple ne nécessitant pas une agitation mécanique.The high operating costs, due to the energy dissipated in the mechanically agitated reactors, led to the design and development of new types of multiphase reactors allowing the improvement of CO2 transfer in a low volume with a high degree of mixing. simple construction that does not require mechanical agitation.

Ainsi, de nombreuses variantes de ces réacteurs ont été développées, afin de réduire le rétro-mélange. On rencontre ainsi des colonnes à bulles multi-étages, des réacteurs à bulles munis d’un garnissage non structuré ou de mélangeurs statiques.Thus, many variants of these reactors have been developed to reduce back mixing. Thus multi-stage bubble columns, bubble reactors with unstructured packing or static mixers are encountered.

Une autre variante des colonnes à bulles est le réacteur à boucle, plus communément appelé réacteur airlift. Ce type de réacteur assure une circulation dirigée du liquide. Ces photobioréacteurs sont notamment utilisés pour la culture des algues dont la biomasse est valorisée pour des applications à haute valeur ajoutée. La circulation du liquide peut être interne par ajout de chicanes cylindriques ou planes dans les colonnes à bulles. Elle peut également être externe avec une jambe de retour, qu’on appellera, jambe de circulation séparée, encore appelée « downcomer », reliée à la montée - le « riser »- par des jonctions de géométrie variable.Another variant of the bubble columns is the loop reactor, more commonly known as the airlift reactor. This type of reactor ensures a directed flow of the liquid. These photobioreactors are particularly used for the cultivation of algae whose biomass is valued for applications with high added value. The circulation of the liquid may be internal by adding cylindrical or flat baffles in the bubble columns. It can also be external with a leg of return, which will be called separate leg of circulation, also called "downcomer", connected to the rise - the "riser" - by junctions of variable geometry.

Les réacteurs de type airlift de l’art antérieur présentent ainsi la particularité de disposer d’une boucle de circulation du mélange réactionnel. Cette recirculation est induite par une différence de densité apparente entre deux sections du réacteur. Une telle configuration de photobioréacteur de type airlift propose une compartimentation de la partie riser du photobioréacteur en plusieurs étages traversés par le mélange gazeux (riser) et d’un downcomer de faible section (Degen et al., 2001). Cependant, avec une telle configuration en étages, la multiplication des zones mortes et une faible homogénéité de la diffusion de la lumière entraînent une diminution notable du rendement de production de biomasse.The airlift reactors of the prior art thus have the particular feature of having a circulation loop of the reaction mixture. This recirculation is induced by a difference in apparent density between two sections of the reactor. Such an airlift photobioreactor configuration proposes compartmentalisation of the riser portion of the photobioreactor in several stages crossed by the gaseous mixture (riser) and a downcomer of small section (Degen et al., 2001). However, with such a configuration in stages, the multiplication of the dead zones and a low homogeneity of the light scattering cause a significant decrease in the yield of biomass production.

On connaît également de l’art antérieur des photobioréacteurs airlift comprenant deux compartimentations (riser et downcomer) pour lesquels l’agitation de la suspension est exclusivement verticale (Reyna-Velarde, 2010).Airlift photobioreactors are also known from the prior art, comprising two compartments (riser and downcomer) for which stirring of the suspension is exclusively vertical (Reyna-Velarde, 2010).

Enfin, les photobioréacteurs airlift de l’art antérieur nécessitent généralement la présence d’un tube microporeux ou d’une sole microporeuse afin d’agiter le fond du photobioréacteur et ceci est d’autant plus marqué pour les photobioréacteurs airlift simple c’est-à-dire avec une seule jambe de circulation externe par photobioréacteur.Finally, the airlift photobioreactors of the prior art generally require the presence of a microporous tube or a microporous sole in order to agitate the bottom of the photobioreactor, and this is all the more marked for the simple airlift photobioreactors. that is to say with a single external circulation leg by photobioreactor.

Il reste donc un besoin dans l’art antérieur pour des solutions alternatives permettant une meilleure croissance des organismes phototrophes et particulièrement des micro-organismes phototrophes immergés dans un milieu de culture contenu dans un photobioréacteur et leur utilisation pour obtenir notamment un meilleur rendement de captation du CO2. 3. Objectifs de l’invention L’invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.There remains therefore a need in the prior art for alternative solutions for better growth of phototrophic organisms and particularly phototrophic micro-organisms immersed in a culture medium contained in a photobioreactor and their use to obtain a better capture efficiency of CO2. 3. OBJECTIVES OF THE INVENTION The object of the invention is notably to overcome these disadvantages of the prior art.

Plus précisément, un objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est d’améliorer la croissance des organismes phototrophes et particulièrement des micro-organismes phototrophes cultivés dans des photobioréacteurs airliftMore specifically, an objective of the invention, in at least one of its embodiments, is to improve the growth of phototrophic organisms and particularly phototrophic microorganisms grown in photobioreactors airlift

Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de réduire les contraintes mécaniques exercées sur les organismes phototrophes et particulièrement sur les micro-organismes.Another objective of the invention, in at least one of its embodiments, is to reduce the mechanical stresses exerted on the phototrophic organisms and particularly on the microorganisms.

Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est d’améliorer la distribution de la lumière au sein des photobioréacteurs airlift.Another object of the invention, in at least one of its embodiments, is to improve the distribution of light within the airlift photobioreactors.

Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de réduire voire éliminer les zones mortes présentes dans les photobioréacteurs de l’art antérieur.Another objective of the invention, in at least one of its embodiments, is to reduce or eliminate the dead zones present in the photobioreactors of the prior art.

Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est d’augmenter le rendement de production de biomasse.Another object of the invention, in at least one of its embodiments, is to increase the yield of biomass production.

Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est d’améliorer la distribution de la lumière au sein de chaque photobioréacteur.Another object of the invention, in at least one of its embodiments, is to improve the distribution of light within each photobioreactor.

Plus précisément, un objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est d’améliorer la croissance des organismes photosynthétiques et plus particulièrement des micro-organismes phototrophes cultivés dans un photobioréacteur airlift tout en réduisant les coûts. 4. Exposé de l’inventionMore specifically, an objective of the invention, in at least one of its embodiments, is to improve the growth of photosynthetic organisms and more particularly phototrophic microorganisms grown in a photobioreactor airlift while reducing costs. 4. Presentation of the invention

Conformément à un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un dispositif pour cultiver des organismes phototrophes comprenant au moins deux photobioréacteurs airlift, destinés à contenir un milieu de culture dans lequel sont immergés des organismes phototrophes, lesdits photobioréacteurs étant reliés et placés en série.According to a particular embodiment, the invention relates to a device for cultivating phototrophic organisms comprising at least two airlift photobioreactors, intended to contain a culture medium in which phototrophic organisms are immersed, said photobioreactors being connected and placed in series.

Selon l'invention, un tel dispositif comprend des photobioréacteurs airlift reliés par au moins deux jambes de circulation externes placées de part et d’autre de chaque photobioréacteur.According to the invention, such a device comprises airlift photobioreactors connected by at least two external circulation legs placed on either side of each photobioreactor.

Par «phototrophes », on entendra par la suite tout organisme capable de photosynthèse. Sans limitation, les micro-organismes phototrophes qui peuvent être utilisés sont des algues ou micro-algues eucaryotes (Chlamydomonas reinhardtii, Scenedesmus obliquus, Neochloris oleoabundans, Chlorella vulgaris, Dunaliella tertiolecta, Dunaliella salina, Nannochloropsis salina...) ou des cyanobactéries (Spirulinaplatensis, Spirulina maxima).By "phototrophs" will be understood thereafter any organism capable of photosynthesis. Without limitation, phototrophic microorganisms that may be used are eukaryotic algae or microalgae (Chlamydomonas reinhardtii, Scenedesmus obliquus, Neochloris oleoabundans, Chlorella vulgaris, Dunaliella tertiolecta, Dunaliella salina, Nannochloropsis salina ...) or cyanobacteria (Spirulinaplatensis). , Spirulina maxima).

Il est entendu que le nombre de photobioréacteurs compris dans le dispositif selon l’invention est déterminé en fonction de la surface disponible pour accueillir un tel dispositif.It is understood that the number of photobioreactors included in the device according to the invention is determined according to the available surface to accommodate such a device.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, chaque photobioréacteur compris dans le dispositif pour cultiver des organismes phototrophes est relié au photobioréacteur qui le précède et qui le suit par au moins deux jambes de circulation externes. Il est entendu que le premier photobioréacteur de la série de photobioréacteurs compris dans le dispositif selon l’invention est relié uniquement au photobioréacteur qui le suit, et le dernier photobioréacteur de la série est quant à lui relié au photobioréacteur qui le précède.According to a particular embodiment of the invention, each photobioreactor included in the device for cultivating phototrophic organisms is connected to the photobioreactor which precedes it and which follows it by at least two external circulation legs. It is understood that the first photobioreactor of the series of photobioreactors included in the device according to the invention is connected only to the photobioreactor which follows it, and the last photobioreactor of the series is connected to the photobioreactor which precedes it.

Le principe général de l’invention repose sur la conception d’une série (ou de cascade) de photobioréacteurs (PBR) permettant la culture d’organismes phototrophes et plus particulièrement de micro-organismes tels que les microalgues. Selon l’invention, la circulation du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes d’un photobioréacteur au photobioréacteur qui le suit est basée sur le principe de l’airlift.The general principle of the invention is based on the design of a series (or cascade) of photobioreactors (PBR) allowing the cultivation of phototrophic organisms and more particularly microorganisms such as microalgae. According to the invention, the circulation of the culture medium in which are immersed the phototrophic organisms of a photobioreactor to the photobioreactor which follows it is based on the principle of airlift.

On entend par « airlift », l’injection d’air comprimé dans des canalisations de diamètre réduit, encore appelées jambes de circulation. Ces jambes de circulation permettent de relier les photobioréacteurs entre eux par entraînement du milieu de culture dans lequel sont immergés des organismes phototrophes d’un premier photobioréacteur vers le photobioréacteur qui le suit. Le terme « suit » peut se comprendre « suit de manière latérale » c’est-à-dire de droite à gauche ou « suit de manière horizontale », c’est-à-dire de l’avant vers l’arrière.The term "airlift", the injection of compressed air in reduced diameter pipes, also called circulation legs. These circulation legs make it possible to connect the photobioreactors together by driving the culture medium in which phototrophic organisms are immersed from a first photobioreactor to the photobioreactor which follows it. The term "follows" can be understood as "follows laterally", ie from right to left or "follows horizontally", that is from front to back.

La liaison des photobioréacteurs entre eux grâce à au moins deux jambes de circulation externes placées de part et d’autre de chaque photobioréacteur présente l’avantage d’augmenter le volume utile mais surtout d’augmenter également la productivité journalière de biomasse. Ainsi, les performances des photobioréacteurs airlift sont augmentées par rapport aux photobioréacteurs airlift de l’art antérieur.The binding of the photobioreactors together with at least two external circulation legs placed on either side of each photobioreactor has the advantage of increasing the useful volume but also to increase the daily productivity of biomass. Thus, the performances of the airlift photobioreactors are increased compared to the airlift photobioreactors of the prior art.

On entend par « biomasse », la matière organique produite dans le photobioréacteur ou encore extraite du photobioréacteur. La biomasse peut être extraite de manière continue ou de manière ponctuelle.By "biomass" is meant the organic matter produced in the photobioreactor or extracted from the photobioreactor. Biomass can be extracted continuously or on an ad hoc basis.

La disposition des photobioréacteurs en série conformément à l’invention présente l’avantage, par rapport à un photobioréacteur airlift isolé, de réduire les zones mortes et de favoriser le mélange et l’homogénéité du milieu de culture contenu dans les photobioréacteurs ainsi que la recirculation du milieu de culture contenu dans les photobioréacteurs adjacents plutôt que dans le même photobioréacteur.The arrangement of the photobioreactors in series according to the invention has the advantage, compared with an isolated airlift photobioreactor, of reducing the dead zones and of promoting the mixing and homogeneity of the culture medium contained in the photobioreactors and the recirculation of the culture medium contained in adjacent photobioreactors rather than in the same photobioreactor.

Par « série », on entend un ensemble de photobioréacteurs reliés entre eux par au moins deux jambes latérales dans des dispositions variées telles que disposés parallèlement les uns par rapport aux autres, juxtaposés, en colonne, en ligne, de manière superposée, ordonnée ou désordonnée...By "series" is meant a set of photobioreactors interconnected by at least two lateral legs in various arrangements such as arranged parallel to each other, juxtaposed, in column, in line, superimposed, ordered or disordered ...

On entend par « photobioréacteur », un dispositif fermé de culture d’organismes phototrophes et en particulier de micro-organismes phototrophes (e.g. nicroalgues). Par rapport à un bioréacteur, sa spécificité est d’utiliser, au moins lartiellement, un matériau transparent pour laisser passer la lumière nécessaire à la croissance des algues via le processus de photosynthèse lorsque le mode de lutrition de celles-ci est photo-autotrophique. De tels organismes utilisent comme lutriment principal, du carbone inorganique comme le dioxyde de carbone, [’hydrogénocarbonate, le carbonate. L’invention peut également être utilisée avec des microorganismes hétéro- ou mixotrophes. Ces derniers nécessitent alors l’ajout d’une source de carbone organique (ex : glucose, acétate...).The term "photobioreactor" means a closed device for culturing phototrophic organisms and in particular phototrophic microorganisms (e.g., nicroalgae). Compared to a bioreactor, its specificity is to use, at least literally, a transparent material to let through the light necessary for the growth of algae via the process of photosynthesis when the mode of uptake of these is photo-autotrophic. Such organisms use as their main component inorganic carbon such as carbon dioxide, hydrogencarbonate, carbonate. The invention can also be used with hetero- or mixotrophic microorganisms. The latter then require the addition of a source of organic carbon (eg glucose, acetate, etc.).

La culture des organismes phototrophes immergés dans un milieu de culture contenu dans les photobioréacteurs compris dans le dispositif selon l’invention peut notamment être réalisée en batch, en fed-batch ou « en continu de type chemostat ».The culture of the phototrophic organisms immersed in a culture medium contained in the photobioreactors included in the device according to the invention can in particular be carried out batchwise, fed-batch or "continuous type chemostat".

Dans le cas de cultures en batch, le photobioréacteur contenant du milieu de culture est inoculé avec une souche d’organismes phototrophes et en particulier une souche d’algue. Après plusieurs jours de croissance, lorsque l’optimum de croissance et/ou de production de composés d’intérêt, est atteint, une partie du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes et, en particulier, une partie du milieu de culture comprenant des algues, est récoltée et remplacée par du milieu de culture frais afin d’initier une nouvelle culture.In the case of batch cultures, the photobioreactor containing culture medium is inoculated with a strain of phototrophic organisms and in particular a strain of algae. After several days of growth, when the optimum growth and / or production of compounds of interest is reached, a part of the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed and, in particular, a part of the culture medium. including algae, is harvested and replaced with fresh culture medium to initiate a new culture.

Lors d’une culture fed-batch, la croissance de la culture est basée sur l’ajout dans le milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes, d'un substrat nutritif limitant la croissance de la culture. Un tel substrat est par exemple du dioxyde de carbone, du nitrate, ...During a fed-batch culture, the growth of the culture is based on the addition in the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed, a nutrient substrate limiting the growth of the culture. Such a substrate is, for example, carbon dioxide, nitrate, etc.

Dans le cas de cultures continues en chemostat, la souche d’organisme phototrophe est introduite dans un photobioréacteur réunissant toutes les conditions de croissance, en terme de nutriments, température, pH.... Après une phase d’adaptation de la souche, un débit constant de milieu de culture frais est ajouté dans chaque photobioréacteur, par pompage ou par un système de goutte-à-goutte. Un « trop-plein » du milieu de culture à l’intérieur du photobioréacteur permet de maintenir un volume constant et une densité cellulaire constante. Le « trop-plein » permet également de récupérer directement le milieu de culture comprenant les organismes phototrophes pour sa valorisation. Ce mode de culture permet le maintien d’une concentration en biomasse constante dans la série (cascade) de photobioréacteurs compris dans le dispositif selon l’invention. Il est aussi possible d’envisager un mode perfusé permettant, grâce à l’addition d’un filtre spécifique au sein d’un des photobioréacteurs, de concentrer les organismes phototrotrophes et en particulier de concentrer les micro-algues cultivés grâce au dispositif selon l’invention. Le milieu de culture peut, le cas échéant, être renouveler sans extraire les micro-algues des photobioréacteurs.In the case of continuous chemostat cultures, the phototrophic organism strain is introduced into a photobioreactor which combines all the growth conditions, in terms of nutrients, temperature, pH, etc. After a phase of adaptation of the strain, a Constant flow of fresh culture medium is added to each photobioreactor, either by pumping or by a drip system. An "overflow" of the culture medium inside the photobioreactor makes it possible to maintain a constant volume and a constant cell density. The "overflow" also makes it possible to directly recover the culture medium comprising the phototrophic organisms for its recovery. This culture method makes it possible to maintain a constant biomass concentration in the series (cascade) of photobioreactors included in the device according to the invention. It is also possible to envisage a perfused mode allowing, thanks to the addition of a specific filter within one of the photobioreactors, to concentrate the phototrotrophic organisms and in particular to concentrate the micro-algae grown by means of the device according to the invention. 'invention. The culture medium can, if necessary, be renewed without extracting micro-algae from photobioreactors.

Selon un mode de réalisation privilégié de l’invention, les photobioréacteurs sont reliés entre eux par quatre jambes de circulation, deux jambes de circulation sur chaque face, latérale ou principale, de chaque photobioréacteur, à l’exception du premier et dernier photobioréacteur de la série qui eux peuvent être reliés au photobioréacteur qui le suit ou qui le précède par deux jambes de circulation.According to a preferred embodiment of the invention, the photobioreactors are interconnected by four circulation legs, two circulation legs on each side, lateral or main, of each photobioreactor, with the exception of the first and last photobioreactor of the photobioreactor. series which they can be connected to the photobioreactor which follows it or which precedes it by two circulation legs.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les jambes de circulation sont orientées de manière à créer un flux de la partie inférieure d’un photobioréacteur vers la partie supérieure du photobioréacteur qui le suit. De manière préférée, les jambes de circulation sont placées en position oblique afin d’obtenir un angle minimum suffisant par rapport à l’horizontal qui permette ainsi l’interconnection entre les photobioréacteurs et l’effet airlift par entrainement du milieu de culture d’un photobiréacteur vers un autre photobioréacteur.According to a particular embodiment of the invention, the circulation legs are oriented so as to create a flow from the lower part of a photobioreactor to the upper part of the photobioreactor which follows it. Preferably, the circulation legs are placed in an oblique position in order to obtain a sufficient minimum angle with respect to the horizontal which thus allows the interconnection between the photobioreactors and the airlift effect by entrainment of the culture medium of a photobireactor to another photobioreactor.

Cette disposition particulière des jambes de circulation permet une meilleure circulation et un meilleur mélange du milieu de culture, dans lequel sont immergés les organismes phototrophes, contenu dans chaque photobioréacteur. Ainsi, le phénomène de sédimentation au fond de chaque photobioréacteur est fortement diminué et l’ajout d’un tube microporeux au fond de chaque photobioréacteur compris dans le dispositif selon l’invention n’est plus nécessaire. La disposition oblique des jambes de recirculation permet une meilleure circulation des organismes phototrophes et en particulier des micro-algues de la partie inférieure de chaque photobioréacteur vers le photobioréacteur suivant. Cette disposition permet également d’homogénéiser le pH et la température dans chaque photobioréacteur du dispositif conformément à l’invention.This particular arrangement of the circulation legs allows better circulation and better mixing of the culture medium, in which the phototrophic organisms, immersed in each photobioreactor, are immersed. Thus, the phenomenon of sedimentation at the bottom of each photobioreactor is greatly reduced and the addition of a microporous tube at the bottom of each photobioreactor included in the device according to the invention is no longer necessary. The oblique arrangement of the recirculation legs allows a better circulation of phototrophic organisms and in particular microalgae from the lower part of each photobioreactor to the next photobioreactor. This arrangement also makes it possible to homogenize the pH and the temperature in each photobioreactor of the device according to the invention.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les jambes de circulation sont dans un matériau perméable à la lumière. Ainsi, le milieu de culture contenant les organismes phototrophes qui circule d’un photobioréacteur au photobioréacteur qui le suit est également exposé à la lumière à travers la paroi des jambes de circulation.According to a particular embodiment of the invention, the circulation legs are in a material permeable to light. Thus, the culture medium containing the phototrophic organisms that circulates from a photobioreactor to the photobioreactor that follows it is also exposed to light through the wall of the circulation legs.

Selon l’invention, de telles jambes de circulation peuvent être fabriquées dans une matériau de type plastique, polymères transparents, acrylique , verre traité ou non...According to the invention, such circulation legs can be manufactured in a plastic type material, transparent polymers, acrylic, treated glass or not ...

Conformément à l’invention, les dimensions des jambes de circulation sont déterminées par les dimensions des photobioréacteurs et en particulier par l’épaisseur, la hauteur du photobioréacteur et l’espacement entre deux photobioréacteurs. Les dimensions des jambes de circulation sont notamment caractérisées comme suit : le diamètre est au maximum égal à l’épaisseur du photobioréacteur (par exemple : 50 mm) et la longueur, égale à la hauteur du photobioréacteur (par exemple : 600 mm) par rapport au sinus de l’angle formé par la jambe de recirculation et l’horizontale. Par exemple, les jambes de circulation mesurent environ 500 mm de long avec un diamètre interne de 22 mm et sont inclinées de 70° par rapport à l’horizontale.According to the invention, the dimensions of the circulation legs are determined by the dimensions of the photobioreactors and in particular by the thickness, the height of the photobioreactor and the spacing between two photobioreactors. The dimensions of the circulation legs are characterized in particular as follows: the diameter is at most equal to the thickness of the photobioreactor (for example: 50 mm) and the length, equal to the height of the photobioreactor (for example: 600 mm) relative to at the sine of the angle formed by the recirculation leg and the horizontal. For example, the circulation legs are approximately 500 mm long with an internal diameter of 22 mm and are inclined 70 ° to the horizontal.

Ces dimensions et cette inclinaison permettent la réalisation d’un espace minimum entre les dispositifs d’illumination et la face illuminée des photobioréacteurs et donc d’optimiser l’illumination des cultures.These dimensions and this inclination allow the realization of a minimum space between the illumination devices and the illuminated face of the photobioreactors and thus optimize the illumination of the cultures.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les jambes de circulation comprennent une partie rectiligne en forme de tube et des éléments courbés, tels que des coudes, aux extrémités du tube permettant de fixer la jambe de circulation sur chaque photobioréacteur.According to a particular embodiment of the invention, the circulation legs comprise a straight portion in the form of a tube and curved elements, such as elbows, at the ends of the tube for securing the circulation leg on each photobioreactor.

Il est entendu que la forme de la jambe de circulation n’est pas limitée à la forme d’un tube. Elle peut notamment être de forme cylindrique ou tout autre forme adaptable au dispositif selon l’invention.It is understood that the shape of the circulation leg is not limited to the shape of a tube. It may especially be of cylindrical shape or any other form adaptable to the device according to the invention.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, au moins deux jambes de circulation grâce auxquelles un photobioréacteur est relié au photobioréacteur qui le précède ou qui le suit au sein du dispositif conformément à l’invention sont suffisamment distantes l’une de l’autre, sur une même face d’un photobioréacteur, pour permettre une bonne agitation.According to a particular embodiment of the invention, at least two circulation legs through which a photobioreactor is connected to the photobioreactor which precedes or follows it within the device according to the invention are sufficiently distant one of the another, on the same side of a photobioreactor, to allow good agitation.

La distance entre deux jambes de circulation successives placées sur les faces latérales d’un même côté de la série de photobioréacteurs est liée à la distance qui sépare deux photobioréacteurs successifs (ou la cas échéant juxtaposé), ces derniers étant eux-mêmes liés à l’épaisseur du dispositif; d’illumination placé entre chaque photobioréacteur.The distance between two successive circulation legs placed on the lateral faces of one and the same side of the series of photobioreactors is related to the distance separating two successive photobioreactors (or, if appropriate, juxtaposed), the latter being themselves linked to the thickness of the device; of illumination placed between each photobioreactor.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le dispositif d’illumination, placé entre chaque photobioréacteur, présente une épaisseur d’environ 50 mm (unité de référence : UR), la distance entre les photobioréacteurs est alors de 1,6 fois l’UR, la distance entre les deux jambes de circulation successives sur une même face, de manière préférée sur les faces latérales d’un même côté de la cascade de photobioréacteurs est alors de 3,5 fois l’UR.According to a particular embodiment of the invention, the illumination device, placed between each photobioreactor, has a thickness of about 50 mm (reference unit: UR), the distance between the photobioreactors is then 1.6 times the UR, the distance between the two legs of successive circulation on the same face, preferably on the side faces of the same side of the cascade of photobioreactors is 3.5 times the UR.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les photobioréacteurs airlift sont de forme parallélépipédique ou cubique.According to a particular embodiment of the invention, the airlift photobioreactors are of parallelepipedal or cubic shape.

Ces deux formes particulières de photobioréacteurs selon l’invention présentent l’avantage d’offrir une surface plane ayant un accès à une surface irradiée plus importante adaptée aux dispositifs d’illumination. De plus, ces formes parallélépipédique ou cubique permettent de faciliter le nettoyage de ces derniers et permet surtout d’optimiser l’hydrodynamique. Il est entendu que ces formes privilégiées ne sont pas limitatives. Par exemple, les photobioréacteurs airlift peuvent avoir une surface formée d’un tube en serpentin.These two particular forms of photobioreactors according to the invention have the advantage of providing a flat surface having access to a larger irradiated surface adapted to the illumination devices. Moreover, these parallelepipedal or cubic shapes make it possible to facilitate the cleaning of the latter and above all makes it possible to optimize the hydrodynamics. It is understood that these preferred forms are not limiting. For example, the airlift photobioreactors may have a surface formed of a serpentine tube.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les au moins deux photobioréacteurs reliés entre eux par au moins deux jambes de circulation, sont organisés de façon à ce que les faces principales des photobioéacteurs sont parallèles les unes par rapport aux autres.According to a particular embodiment of the invention, the at least two photobioreactors interconnected by at least two circulation legs, are organized so that the main faces of the photobioeactors are parallel to each other.

On entend par « faces principales des photobioéacteurs » les surfaces ayant la plus grande diagonale et parallèles aux dispositifs d’illumination. Ainsi, le rayonnement provenant de ces derniers impactent de manière perpendiculaire les faces principales.The term "main faces of photobioeactors" means the surfaces having the largest diagonal and parallel to the illumination devices. Thus, the radiation from these impact perpendicularly the main faces.

Ainsi, le dispositif selon l’invention permet un gain de place mais aussi une augmentation de la surface des photobioréacteurs qui peut être illuminée. Suivant la configuration des photobioréacteurs compris dans le dispositif selon l’invention, les jambes de circulation peuvent être placées sur une autre partie, différente des faces principales, de chaque photobioréacteur.Thus, the device according to the invention allows a saving of space but also an increase of the surface of the photobioreactors which can be illuminated. Depending on the configuration of the photobioreactors included in the device according to the invention, the circulation legs can be placed on another part, different from the main faces, of each photobioreactor.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le dispositif conforme à l’invention pour cultiver des organismes phototrophes comprend au moins deux photobioréacteurs airlift reliés grâce à au moins deux jambes de circulation externes placées sur les faces latérales de chaque photobioréacteur.According to a particular embodiment of the invention, the device according to the invention for cultivating phototrophic organisms comprises at least two airlift photobioreactors connected by means of at least two external circulation legs placed on the lateral faces of each photobioreactor.

Les jambes de circulation présentes de part et d’autre de chaque photobioréacteur, sur les faces latérales, permettent une circulation de la suspension plus efficace d’un photobioréacteur à un autre, tout en diminuant l’encombrement spatial. Les inventeurs ont de plus montré que la présence d’au moins deux jambes de circulation permet de diminuer de manière surprenante le problème de sédimentation des organismes phototrophes au fond de chaque photobioréacteur du dispositif selon l’invention. Ainsi, la présence d’un tube microporeux au fond de chaque photobioréacteur n’est plus nécessaire. De plus, grâce à ce mode de réalisation particulier de l’invention, les zones mortes sont réduites augmentant ainsi le volume utile au sein du dispositif et une augmentation de la productivité quotidienne de la biomasse.The circulation legs present on either side of each photobioreactor, on the lateral faces, allow circulation of the suspension more efficiently from one photobioreactor to another, while reducing the space requirement. The inventors have furthermore shown that the presence of at least two circulation legs makes it possible to surprisingly reduce the problem of sedimentation of the phototrophic organisms at the bottom of each photobioreactor of the device according to the invention. Thus, the presence of a microporous tube at the bottom of each photobioreactor is no longer necessary. In addition, thanks to this particular embodiment of the invention, the dead zones are reduced thus increasing the useful volume within the device and an increase in the daily productivity of the biomass.

Il est entendu que les jambes de circulation peuvent également être présentes sur les faces principales de chaque photobioréacteur.It is understood that the circulation legs may also be present on the main faces of each photobioreactor.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le dispositif pour cultiver des organismes phototrophes comprend au moins deux photobioréacteurs airlift, destinés à contenir un milieu de culture dans lequel sont immergés des organismes phototrophes, lesdits photobioréacteurs étant reliés par au moins deux jambes de circulation externes, placées de part et d’autre de chaque photobioréacteur, lesdits photobioréacteurs étant placés en série, et sont en position verticale.According to a particular embodiment of the invention, the device for cultivating phototrophic organisms comprises at least two airlift photobioreactors, intended to contain a culture medium in which phototrophic organisms are immersed, said photobioreactors being connected by at least two legs of external circulation, placed on either side of each photobioreactor, said photobioreactors being placed in series, and are in a vertical position.

Ce mode de réalisation préféré de l’invention présente l’avantage de diminuer l’encombrement spatial mais surtout la pression hydrostatique. Cette disposition particulière des photobioréacteurs permet ainsi de réduire la surface au sol et d’augmenter le volume utile. Ce mode de réalisation particulier de l’invention, présente également l’avantage d’être compatible avec un dispositif d’illumination simple. Ainsi, la hauteur des photobioréateurs peut être diminuée au profit de leur démultiplication.This preferred embodiment of the invention has the advantage of reducing space congestion but especially the hydrostatic pressure. This particular arrangement of photobioreactors thus makes it possible to reduce the floor area and to increase the useful volume. This particular embodiment of the invention also has the advantage of being compatible with a simple illumination device. Thus, the height of the photobioréateurs can be decreased in favor of their multiplication.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les photobioréacteurs sont disposés verticalement et sont superposés. Dans cette configuration, les photobioréacteurs sont connectés les uns aux autres en étant superposés verticalement et sont alors fermés hermétiquement à l’exception du dernier photobioréacteur.According to a particular embodiment of the invention, the photobioreactors are arranged vertically and are superimposed. In this configuration, the photobioreactors are connected to each other vertically superimposed and are then sealed except for the last photobioreactor.

Selon un mode de réalisation particulier d’un dispositif de l’invention, les photobioréacteurs sont fabriqués dans un matériau perméable à la lumière. On entend par « perméable à la lumière », un matériau qui laisse passer la lumière. Ce matériau peut ainsi être par exemple du plastique, de l’acrylique, du polycarbonate, du plexiglass... Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les photobioréacteurs sont en verre.According to a particular embodiment of a device of the invention, the photobioreactors are made of a material permeable to light. The term "permeable to light" means a material that lets light through. This material can thus be, for example, plastic, acrylic, polycarbonate, plexiglass ... According to a preferred embodiment of the invention, the photobioreactors are made of glass.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, au moins une des faces principales des photobioréacteurs est illuminée par un rayonnement lumineux.According to a particular embodiment of the invention, at least one of the main faces of the photobioreactors is illuminated by light radiation.

Le rayonnement lumineux fournit l’énergie nécessaire à la réaction de photosynthèse. L’illumination peut être assurée par une source de lumière naturelle, c’est-à-dire par le soleil, et des guides de lumière. L’éclairage peut également être artificiel, par exemple avec des lampes comprenant une ampoule halogène, une ampoule à base de diodes électroluminescentes (« LEDs ») ou des tubes fluorescents. L’invention concerne également une méthode pour cultiver des organismes phototrophes utilisant des dispositifs tels que décrits précédemment.The light radiation provides the energy needed for the photosynthesis reaction. The illumination can be provided by a source of natural light, that is to say by the sun, and light guides. The lighting can also be artificial, for example with lamps comprising a halogen bulb, a bulb based on light emitting diodes ("LEDs") or fluorescent tubes. The invention also relates to a method for cultivating phototrophic organisms using devices as described above.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, du CO2 est introduit dans le milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes cultivés dans un photobioréacteur airlift selon un dispositif conformément à l’invention. De manière préférée, le CO2 est introduit dans le milieu de culture via les jambes de circulation. Le CO2 peut notamment provenir des fumées de combustion issues d’industries. Le CO2 peut alors provenir de procédés industriels tels que des fours à chaux, des fours à verre ou encore des fours à oxycombustion. Ainsi l’invention permet de traiter le CO2 émis par les entreprises émettrices de CO2 et contribuer à diminuer la production de gaz à effet de serre. Les fours à oxycombustion, qui utilisent comme comburant de l’oxygène produisent des gaz particulièrement riches en CO2 et appauvris en produits secondaires, ce qui permet un traitement plus facile. Ainsi, le CO2 introduit dans le milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes, contenu dans chaque photobioréateur du dispositif conformément à l’invention, permet de fournir une source de carbone nécessaire à la croissance des organismes phototrophes mais aussi de réguler le pH du milieu de culture et de traiter des fumées contenant du CO2.According to one particular embodiment of the invention, CO2 is introduced into the culture medium in which the phototrophic organisms cultured in an airlift photobioreactor are immersed according to a device according to the invention. Preferably, the CO2 is introduced into the culture medium via the circulation legs. In particular, CO2 can come from combustion fumes from industries. CO2 can then come from industrial processes such as lime kilns, glass furnaces or oxy-fuel combustion furnaces. Thus, the invention makes it possible to treat the CO2 emitted by the companies emitting CO2 and to contribute to reducing the production of greenhouse gases. Oxycombustion furnaces, which use oxygen as the oxidant, produce gases that are particularly rich in CO2 and depleted of secondary products, which makes treatment easier. Thus, the CO2 introduced into the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed, contained in each photobioreactor of the device according to the invention, makes it possible to provide a source of carbon necessary for the growth of the phototrophic organisms, but also to regulate the pH from the culture medium and to treat fumes containing CO2.

Ainsi, les jambes de circulation externes permettent la circulation du milieu de culture dans lequel sont immergés des organismes phototrophes, et en particulier des algues, du fond de chaque photobioréacteur vers le photobioréacteur suivant. Le milieu de culture dans lequel sont immergés des organismes phototrophes ainsi entraîné via les jambes de circulation permet également d’homogénéiser le pH et la température dans chaque photobioréacteur, mais joue également le rôle de contacteur du CO2 dans le milieu de cultureThus, the external circulation legs allow the circulation of the culture medium in which phototrophic organisms, and in particular algae, are immersed from the bottom of each photobioreactor to the next photobioreactor. The culture medium in which phototrophic organisms thus immersed via the circulation legs are immersed also makes it possible to homogenize the pH and the temperature in each photobioreactor, but also acts as a contactor for CO2 in the culture medium.

Préférentiellement, les micro-organismes phototrophes cultivés dans un dispositif selon l’invention comprennent au moins un des organismes phototrophes suivants : - Chlamydomonas reinhardtii, - Scenedesmus obliquus, - Neochloris oleoabundans, - Chlorella vulgaris, - Dunaliella tertiolecta, - Dunaliella salina, - Nannochloropsis salina, - Spirulina platensis, - Spirulina maxima.Preferably, the phototrophic microorganisms cultured in a device according to the invention comprise at least one of the following phototrophic organisms: - Chlamydomonas reinhardtii, - Scenedesmus obliquus, - Neochloris oleoabundans, - Chlorella vulgaris, - Dunaliella tertiolecta, - Dunaliella salina, - Nannochloropsis salina, - Spirulina platensis, - Spirulina maxima.

Enfin, l’invention concerne également une méthode de traitement du CO2 utilisant des dispositifs tels que décrits précédemment.Finally, the invention also relates to a method for treating CO2 using devices as described above.

Les avantages d’une telle méthode sont les mêmes que ceux des dispositifs selon l’invention, ils ne sont pas détaillés plus amplement. 5. Liste des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : • la figure 1 illustre une vue schématique d’un dispositif pour cultiver des organismes phototrophes selon la présente invention, • la figure 2 illustre une vue schématique d’une jambe de circulation externe, • la figure 3 illustre une vue schématique d’un photobioréacteur isolé selon la présente invention. 6. Description d’au moins un mode de réalisation de l’inventionThe advantages of such a method are the same as those of the devices according to the invention, they are not detailed further. 5. List of Figures Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a preferred embodiment, given as a simple illustrative and nonlimiting example, and the accompanying drawings, among which: • Figure 1 illustrates a schematic view of a device for cultivating phototrophic organisms according to the present invention, • Figure 2 illustrates a schematic view of an external circulation leg, • Figure 3 illustrates a schematic view of an isolated photobioreactor according to the present invention. 6. Description of at least one embodiment of the invention

On présente, en relation avec la figure 1, un mode de réalisation d’un dispositif pour cultiver des organismes phototrophes conformément à l’invention. L’invention repose notamment sur la mise en place d’une série de photobioréacteurs reliés entre eux par des jambes de circulation externes dans lesquelles de l’air comprimé est injecté pour réaliser la circulation du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes et plus particulièrement des micro-algues, selon le principe de l’airlift (Fig. 2).FIG. 1 shows an embodiment of a device for cultivating phototrophic organisms in accordance with the invention. The invention is based in particular on the introduction of a series of photobioreactors interconnected by external circulation legs into which compressed air is injected to effect the circulation of the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed and more particularly micro-algae, according to the airlift principle (Fig. 2).

Conformément à l’invention, le dispositif pour cultiver des organismes phototrophes comprend une série (une cascade) de photobioréacteurs reliés entre eux par au moins deux jambes de circulation.According to the invention, the device for cultivating phototrophic organisms comprises a series (a cascade) of photobioreactors interconnected by at least two circulation legs.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les photobioréacteurs sont de forme parallélépipédique et sont formés par l’assemblage de plaques de verre. Sans être limitatif, le photobioréacteur peut être en polymères transparents: polycarbonate ou en plexiglass (polyméthacrylate de méthyle).According to a preferred embodiment of the invention, the photobioreactors are of parallelepipedal shape and are formed by the assembly of glass plates. Without being limiting, the photobioreactor may be transparent polymers: polycarbonate or plexiglass (polymethylmethacrylate).

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, un dispositif d’illumination est placé entre chaque photobioréacteur.According to a preferred embodiment of the invention, an illumination device is placed between each photobioreactor.

Le principe de l’airlift est utilisé pour réaliser la circulation du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes et en particulier des micro-organismes phototrophes, l’homogénéisation des nutriments et une meilleure dissolution du dioxyde de carbone dans le milieu de culture. Il consiste en l’injection d’un gaz ou d’un mélange de gaz comprimés dans la partie inférieur d’une canalisation afin d’y entraîner le liquide s’y trouvant. Le fait que le liquide ne soit en contact avec aucun élément mécanique réduit le risque de destruction ou de stress des cellules.The principle of the airlift is used to carry out the circulation of the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed and in particular phototrophic micro-organisms, the homogenization of the nutrients and a better dissolution of the carbon dioxide in the culture medium. . It consists of injecting a gas or a mixture of compressed gases into the lower part of a pipe in order to entrain the liquid therein. The fact that the liquid is not in contact with any mechanical element reduces the risk of cell destruction or stress.

Selon un mode de réalisation préférée de l’invention, les jambes de circulation présentent une partie rectiligne sous forme de tube fabriquée dans un matériau de type plastique, la partie courbée en forme de coude, pour l’injection d’air comprimé, étant de préférence en verre. Les jambes de circulation selon l’invention permettent ainsi de faire circuler le milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes et de préférence des micro-algues d’un photobioréacteur à un autre photobioréacteur. La circulation est ainsi obtenue grâce à l’injection dans la jambe de circulation d’air comprimé avec un débit compris par exemple entre 0,01 et 20 L/min, induisant un mouvement dans les photobioréacteurs adjacents, c’est-à-dire situés de part et d’autre du photobioréacteur.According to a preferred embodiment of the invention, the circulation legs have a rectilinear part in the form of a tube made of a plastic-type material, the bent-shaped part for the injection of compressed air, being preferably glass. The circulation legs according to the invention thus make it possible to circulate the culture medium in which the phototrophic organisms and preferably microalgae from a photobioreactor are immersed to another photobioreactor. The circulation is thus obtained by injecting the compressed air circulation leg with a flow rate of, for example, between 0.01 and 20 L / min, inducing a movement in the adjacent photobioreactors, that is to say located on either side of the photobioreactor.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, chaque photobioréacteur est relié par quatre jambes de circulation (à l’exception des deux photobioréacteurs qui terminent la série qui ne sont reliés qu’à deux jambes de circulation) et possède un point d’alimentation et un point d’extraction du milieu liquide contenu dans le photobioréacteur et en particulier le milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes. Cela présente notamment un avantage pour une culture en continue des organismes phototrophes.According to a preferred embodiment of the invention, each photobioreactor is connected by four circulation legs (with the exception of the two photobioreactors which terminate the series which are connected to only two circulation legs) and has a point of rotation. feeding and a point of extraction of the liquid medium contained in the photobioreactor and in particular the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed. This has particular advantage for a continuous culture of phototrophic organisms.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, chaque photobioréacteur du dispositif est de forme parallélépipédique d’une largeur d’environ 450 mm et d’une hauteur de 600 mm et une épaisseur de 50 mm relié au photobioréacteur qui le suit et/ou qui le précède par quatre jambes de circulations, lesdites jambes étant réparties sur les deux faces latérales de chaque photobioréacteur tel qu’illustré par la Figure 1. Les jambes de circulation ont par exemple une longueur d’environ 550 mm et un diamètre d’environ 20 mm.According to a preferred embodiment of the invention, each photobioreactor of the device is of parallelepipedal shape with a width of about 450 mm and a height of 600 mm and a thickness of 50 mm connected to the photobioreactor that follows and / or which precedes it by four circulation legs, said legs being distributed on the two lateral faces of each photobioreactor as illustrated by FIG. 1. The circulation legs have for example a length of about 550 mm and a diameter of about 20 mm.

Du dioxyde de carbone est mélangé à de l’air comprimé ou à un gaz inerte, comme par exemple de l’azote, en tant que nutriment pour la croissance des organismes phototrophes et en particulier des micro-organismes photo-autotrophes. Le dioxyde de carbone peut également être ajouté dans le milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes et en particulier des micro-algues grâce à un flexible microporeux tapissant la partie inférieur (fond) de chaque photobioréacteur. Le dioxyde de carbone peut également servir de régulateur du pH du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes et en particulier des micro-algues.Carbon dioxide is mixed with compressed air or an inert gas, such as, for example, nitrogen, as a nutrient for the growth of phototrophic organisms and in particular photo-autotrophic microorganisms. The carbon dioxide may also be added to the culture medium in which the phototrophic organisms, and in particular microalgae, are immersed by means of a microporous flexible lining the lower part (bottom) of each photobioreactor. Carbon dioxide can also serve as a pH regulator of the culture medium in which the phototrophic organisms, and in particular microalgae, are immersed.

Des moyens de ventilation, tels que des ventilateurs, peuvent être placés, notamment sous les dispositifs d’illumination afin d’éviter réchauffement du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes et plus particulièrement les micro-algues contenu dans chaque photobioréacteur compris dans le dispositif selon l’invention.Ventilation means, such as fans, may be placed, in particular under the illumination devices to prevent heating of the culture medium in which the phototrophic organisms, and more particularly the microalgae contained in each photobioreactor included in the invention, are immersed. the device according to the invention.

Le dispositif selon l’invention, peut comprendre en outre, un système d’extraction du milieu de culture contenu dans chaque photobioréacteur, ou un système de purge et/ou un système d’isolement d’une partie de la série de photobioréacteurs.The device according to the invention may furthermore comprise a system for extracting the culture medium contained in each photobioreactor, or a purge system and / or a system for isolating part of the series of photobioreactors.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, chaque photobioréacteur du dispositif conformément à l’invention, peut être traité de façon isolée. Cela présente l’avantage de pouvoir extraire la biomasse sédimentée « naturellement » grâce à un moyen d’extraction tel qu’une canalisation d’extraction (de vidange) située dans la partie inférieure de chaque photobioréacteur pris individuellement sans entraver le bon fonctionnement des autres photobioréacteurs du dispositif.According to a particular embodiment of the invention, each photobioreactor of the device according to the invention can be treated in isolation. This has the advantage of being able to extract the "naturally" sedimented biomass by means of extraction means such as an extraction (draining) pipe situated in the lower part of each photobioreactor taken individually without hindering the smooth operation of the others. photobioreactors of the device.

Le choix des organismes phototrophes qui seront cultivés grâce à un dispositif selon l’invention est notamment motivé par la valorisation envisagée pour ces derniers. En effet, les organismes phototrophes peuvent être valorisés sous forme d’énergie (biocarburant, biogaz...), dans le domaine alimentaire (compléments alimentaires, aquaculture...), dans le domaine pharmaceutique (molécule d’intérêt, acides aminés, vitamines...), dans la dépollution des eaux (élimination des métaux lourds, dépollution organique, dénitrification...).The choice of phototrophic organisms that will be grown using a device according to the invention is particularly motivated by the valuation considered for the latter. Indeed, phototrophic organisms can be recovered in the form of energy (biofuel, biogas ...), in the food sector (food supplements, aquaculture ...), in the pharmaceutical field (molecule of interest, amino acids, vitamins ...), in the water depollution (elimination of heavy metals, organic depollution, denitrification ...).

Le dispositif selon l’invention, comprend des photobioréacteurs placés en série. Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, les photobioréacteurs sont reliés entre eux par au moins deux jambes de circulation externes dans lesquelles de l’air comprimé est injecté pour réaliser la circulation du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes, et plus particulièrement des micro-algues, contenu dans un photobioréacteur vers un autre photobioréacteur, selon le principe de l’airlift (Fig. 2).The device according to the invention comprises photobioreactors placed in series. According to a particular embodiment of the invention, the photobioreactors are interconnected by at least two external circulation legs in which compressed air is injected to effect the circulation of the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed, and more particularly microalgae, contained in a photobioreactor to another photobioreactor, according to the airlift principle (Fig. 2).

Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, une série de cinq photobioréacteurs d’une contenance individuelle de 12 litres environ sont placés, organisés en série tel que montré dans la Figure 1.In a preferred embodiment of the invention, a series of five photobioreactors with an individual capacity of about 12 liters are placed in series as shown in FIG.

Selon l’invention, l’espace entre chaque photobioréacteur peut être conditionné par le dispositif d’illumination qui sera utilisé pour illuminer le milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes.According to the invention, the space between each photobioreactor may be conditioned by the illumination device which will be used to illuminate the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed.

Ainsi, si le dispositif d’illumination est mince, les photobioréacteurs peuvent être placés très près les uns des autres, l’angle d’inclinaison des jambes de circulation peut ainsi être augmenté. Cette mise en œuvre particulière de l’invention permet un gain de place, ainsi un plus grand nombre de photobioracteurs peuvent être placés dans un espace bien défini.Thus, if the illumination device is thin, the photobioreactors can be placed very close to each other, the angle of inclination of the circulation legs can be increased. This particular implementation of the invention allows a saving of space, so a larger number of photobioractors can be placed in a well-defined space.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’agitation du milieu de culture dans lequel sont immergés des organismes phototrophes est à la fois verticale, notamment par l’injection du dioxyde de carbone grâce à un flexible microporeux tapissant la partie inférieure du photobioréacteur et horizontale, grâce aux jambes de circulation. L’air comprimé introduit dans chaque jambe de circulation en vue de réaliser de déplacement du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes d’un photobioréacteur au photobioréacteur adjacent (situé devant ou derrière ou latéralement vis-à-vis du premeir photobioréacteur) provient d’une pompe volumétrique. Selon un exemple particulier de l’invention, le débit injecté dans chaque jambe est de 1,5 L/min.According to a preferred embodiment of the invention, the agitation of the culture medium in which phototrophic organisms are immersed is both vertical, in particular by the injection of carbon dioxide by means of a microporous flexible lining the lower part of the photobioreactor and horizontal, thanks to the legs of circulation. The compressed air introduced into each circulation leg in order to carry out displacement of the culture medium in which the phototrophic organisms of an adjacent photobioreactor photobioreactor are immersed (located in front of or behind or laterally vis-à-vis the first photobioreactor) comes from a positive displacement pump. According to a particular example of the invention, the flow injected into each leg is 1.5 L / min.

Le dioxyde de carbone, nécessaire à la croissance des organismes phototrophes et en particulier des microalgues photosynthétiques autotrophes, est injecté grâce à un flexible microporeux tapissant la partie inférieure de chaque photobioréacteur. Grâce à une électrovanne, du dioxyde de carbone est injecté pour diminuer le pH du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes, car la croissance des organismes phototrophes dans le milieu de culture conduit à une basification du milieu.The carbon dioxide, necessary for the growth of phototrophic organisms and in particular autotrophic photosynthetic microalgae, is injected by means of a microporous flexible lining the lower part of each photobioreactor. Thanks to a solenoid valve, carbon dioxide is injected to reduce the pH of the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed, because the growth of the phototrophic organisms in the culture medium leads to a basification of the medium.

Les jambes de circulation du photobioréacteur airlift sont orientées de manière à créer un flux partant de la partie inférieure d’un premier photobioréacteur airlift vers la partie supérieure du photobioréacteur qui le suit. La vitesse du courant du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes et en particulier les micro-algues, est alors contrôlée de manière à ce qu’elle soit comprise entre 7.10‘5m/s et 0.5 m/s.The airlift photobioreactor circulation legs are oriented to create a flow from the lower part of a first airlift photobioreactor to the upper part of the photobioreactor which follows it. The speed of the current of the culture medium in which the phototrophic organisms, and in particular the microalgae, are immersed is then controlled so that it is between 7.10'5m / s and 0.5 m / s.

La croissance des micro-organismes phototrophes dans un photobioréacteur et en particulier des micro-algues requiert de la lumière. Ainsi, selon l’invention les micro-organismes phototrophes peuvent être cultivés en présence d’une lumière artificielle d’une longueur d’onde comprise entre 450 et 475 nm et une longueur d’onde comprise entre 630 et 675 nm. La lumière peut être apportée par toute source lumineuse appropriée telle des LEDs, des lampes, des tubes fluorescents, ...The growth of phototrophic microorganisms in a photobioreactor and in particular microalgae requires light. Thus, according to the invention, the phototrophic microorganisms can be cultured in the presence of artificial light having a wavelength of between 450 and 475 nm and a wavelength of between 630 and 675 nm. The light can be provided by any suitable light source such as LEDs, lamps, fluorescent tubes, ...

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’illumination est assurée par un éclairage artificiel comprenant un assemblage de 4 tubes fluorescents, dont les principales radiations émises sont situées dans le domaine du visible, majoritairement du rouge (λ = 630 nm) et du bleu (λ = 450 nm) pour promouvoir la réaction de photosynthèse, un tel assemblage est placé entre chaque photobioréacteur. L’illumination moyenne de chaque photobioréacteur par ces tubes fluorescents est de 400 pmol de photons par mètre carré par seconde.According to a preferred embodiment of the invention, the illumination is provided by artificial lighting comprising an assembly of 4 fluorescent tubes, the main radiation emitted are located in the visible range, mainly red (λ = 630 nm) and blue (λ = 450 nm) to promote the photosynthesis reaction, such an assembly is placed between each photobioreactor. The average illumination of each photobioreactor by these fluorescent tubes is 400 pmol photons per square meter per second.

ExemplesExamples

Afin d’illustrer l’invention, des organismes phototrophes et en particulier des microalgues d’eau douce et marines ont été cultivées grâce à un dispositif selon l’invention. Les microorganismes ont été cultivé grâce à un dispositif selon l’invention qui comprend une série de cinq photobioréacteurs tel qu’illustré par la Figure 1. Chaque photobioréacteur du dispositif d’une contenance individuelle de 12 litres environ, est de forme parallélépipédique d’une largeur d’environ 450 mm, d’une hauteur de 600 mm et une épaisseur de 50 mm et est relié au photobioréacteur qui le suit et/ou qui le précède par quatre jambes de circulations, lesdites jambes étant réparties sur les deux faces latérales de chaque photobioréacteur. Les jambes de circulation ont une longueur d’environ 550 mm et un diamètre d’environ 20 mm.In order to illustrate the invention, phototrophic organisms and in particular freshwater and marine microalgae have been cultured by means of a device according to the invention. The microorganisms were cultured by means of a device according to the invention which comprises a series of five photobioreactors as illustrated in FIG. 1. Each photobioreactor of the device with an individual capacity of about 12 liters, is of parallelepipedal shape of a width of about 450 mm, a height of 600 mm and a thickness of 50 mm and is connected to the photobioreactor which follows and / or which precedes by four legs of circulation, said legs being distributed on both side faces of each photobioreactor. The circulation legs have a length of about 550 mm and a diameter of about 20 mm.

Les jambes de circulation sont en matière plastique et les coudes sont en verre. Les jambes de circulation permettent de faire circuler le milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes d’un photobioréacteur à un autre. Pour ce faire, de l’air comprimé, dont le débit est compris entre 0,01 et 20 L/min, est injecté dans la jambe de circulation pour induire un mouvement dans les photobioréacteurs adjacents. L’agitation du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes, et en particulier la microalgue marine Nannochloropsis satina ou la souche dulcicole Scenedesmus obliquus est à la fois verticale grâce à l’injection du dioxyde de carbone via un flexible microporeux tapissant le fond de chaque photobioréacteur et horizontale via les jambes de recirculation. L’illumination est assurée par un éclairage artificiel, un assemblage de 4 tubes fluorescents, dont les principales radiations émises sont situées dans le domaine du visible : majoritairement du rouge (λ = 630 nm) et du bleu (λ = 450 nm) pour promouvoir la réaction de photosynthèse, est inséré entre chaque photobioréacteur. Les tubes fluorescents permettent une illumination moyenne de chaque photobioréacteur d’environ 400 pmol de photons par mètre carré de photobioréacteur par seconde. L’air comprimé introduit dans chaque jambe de circulation afin de provoquer le mouvement du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes d’un photobioréacteur au photobioréacteur qui le suit (ou qui le juxtapose le cas échéant) provient d’une pompe volumétrique. Le débit injecté dans chaque jambe est de 1,5 L/min.The circulation legs are made of plastic and the elbows are made of glass. The circulation legs circulate the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed from one photobioreactor to another. To do this, compressed air, the flow rate is between 0.01 and 20 L / min, is injected into the circulation leg to induce movement in adjacent photobioreactors. The agitation of the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed, and in particular the marine microalgae Nannochloropsis satina or the freshwater strain Scenedesmus obliquus is both vertical thanks to the injection of carbon dioxide via a microporous flexible lining the bottom of each photobioreactor and horizontal via the recirculation legs. Illumination is provided by artificial lighting, an assembly of 4 fluorescent tubes, the main radiation emitted are located in the visible range: mostly red (λ = 630 nm) and blue (λ = 450 nm) to promote the photosynthesis reaction is inserted between each photobioreactor. The fluorescent tubes allow a mean illumination of each photobioreactor of about 400 pmol of photons per square meter of photobioreactor per second. The compressed air introduced into each circulation leg in order to cause the movement of the culture medium in which the phototrophic organisms of a photobioreactor to the photobioreactor which follows it (or which juxtaposes it if appropriate) comes from a volumetric pump. . The flow injected into each leg is 1.5 L / min.

Le dioxyde de carbone, nécessaire à la croissance des microalgues photosynthétiques autotrophes, est injecté via un flexible microporeux tapissant le fond de chaque photobioréacteur. Il provient d’une bonbonne de dioxyde de carbone d’une pureté de 99,995 %. Ce dernier sert également de régulateur de pH de la suspension algale. Via une électrovanne, du dioxyde de carbone est injecté pour diminuer le pH de la suspension rendue basique à cause de la croissance des microalgues.The carbon dioxide, necessary for the growth of autotrophic photosynthetic microalgae, is injected via a microporous flexible lining the bottom of each photobioreactor. It comes from a carbon dioxide cylinder with a purity of 99.995%. The latter also serves as a pH regulator of the algal suspension. Via a solenoid valve, carbon dioxide is injected to reduce the pH of the suspension made basic because of the growth of microalgae.

Exemple 1Example 1

Ainsi, la microalgue marine Nannochloropsis salina a été cultivée dans un milieu synthétique ayant une salinité proche de l’eau de mer. La composition de ce milieu de culture est reprise dans le Tableau ci-dessous:Thus, the marine microalga Nannochloropsis salina has been cultured in a synthetic medium having a salinity close to seawater. The composition of this culture medium is shown in the Table below:

Les organismes phototrophes ont été cultivés selon certains paramètres physicochimiques. Ainsi, les microalgues ont été cultivées à : • une température comprise entre 26 et 30°C. • une valeur de pH stabilisée à 6,8 grâce à l’injection du dioxyde de carbone par l’intermédiaire d’une électrovanne reliée à une électrode pH. • une photopériode de la culture présentant 16 heures d’illumination et 8 heures d’obscurité pour reproduire les cycles de croissance durant la journée via la photosynthèse et les cycles de respiration cellulaire durant la phase nocturne.Phototrophic organisms have been cultured according to certain physicochemical parameters. Thus, the microalgae were grown at: • a temperature between 26 and 30 ° C. • a pH value stabilized at 6.8 thanks to the injection of carbon dioxide via a solenoid valve connected to a pH electrode. • a photoperiod of the culture with 16 hours of illumination and 8 hours of darkness to reproduce the growth cycles during the day via photosynthesis and cellular respiration cycles during the nocturnal phase.

Les microorganismes ont été cultivés durant 35 jours, les 5 premiers jours correspondant à la phase de latence, et entre le jour 5 et le jour 19 à la phase exponentielle et entre les jours 19 et 35 à la phase stationnaire.The microorganisms were cultured for 35 days, the first 5 days corresponding to the lag phase, and between day 5 and day 19 to the exponential phase and between days 19 and 35 to the stationary phase.

Durant la phase exponentielle, la productivité en biomasse a atteint une valeur de 131,4 mg/L/jour.During the exponential phase, biomass productivity reached 131.4 mg / L / day.

Exemple 2Example 2

La souche dulcicole Scenedesmus obliquus a également été cultivée grâce à un dispositif selon l’invention. De tels organismes ont été cultivés dans un milieu de culture tel que décrit ci-dessous.The freshwater strain Scenedesmus obliquus has also been cultivated by means of a device according to the invention. Such organisms have been grown in a culture medium as described below.

La souche dulcicole Scenedesmus a été cultivée selon certains paramètres physico-chimiques. Ainsi, les microalgues ont été cultivées à : • une température comprise entre 26 et 30°C, • une valeur du pH stabilisée à 6,8 grâce à l’injection du dioxyde de carbone par l’intermédiaire d’une électrovanne reliée à une électrode pH, • une photopériode de la culture présentant 16 heures d’illumination et 8 heures d’obscurité pour reproduire les cycles de croissance durant la journée via la photosynthèse et les cycles de respiration cellulaire durant la phase nocturne.The Scenedesmus freshwater strain was cultured according to certain physicochemical parameters. Thus, the microalgae were cultured at: • a temperature between 26 and 30 ° C, • a pH value stabilized at 6.8 thanks to the injection of carbon dioxide via a solenoid valve connected to a pH electrode, • a photoperiod of the culture with 16 hours of illumination and 8 hours of darkness to reproduce the growth cycles during the day via photosynthesis and cell respiration cycles during the nocturnal phase.

Ainsi, le dispositif selon l’invention a permis d’obtenir une croissance optimale des organismes phototrophes cultivés durant 32 jours, dont les 4 premiers jours correspondant à la phase de latence, du 4ème au 18ème jour à la phase exponentielle, et entre le 18 et le 32ème jour à la phase stationnaire.Thus, the device according to the invention has made it possible to obtain optimum growth of the phototrophic organisms cultivated for 32 days, of which the first 4 days correspond to the latency phase, from the 4th to the 18th day to the exponential phase, and between the 18 th and the 32nd day in the stationary phase.

Durant la phase exponentielle, une valeur de 127,1 mg/L/jour en terme de productivité en biomasse a été atteinte.During the exponential phase, a value of 127.1 mg / L / day in terms of biomass productivity was reached.

Exemple comparatifComparative example

Enfin, à titre comparatif, la microalgue marine Nannochloropsis salina a été cultivée grâce à dispositif selon l’invention, plus précisément dans un dispositif comprenant une série de cinq photobioréacteurs et dans cinq photobioréacteurs pris isolément.Finally, by way of comparison, the marine microalga Nannochloropsis salina was cultured by means of a device according to the invention, more specifically in a device comprising a series of five photobioreactors and in five photobioreactors taken in isolation.

Les conditions de culture et les dispositifs d’illumination et de réflexion des rayons lumineux sont rigoureusement identiques pour les deux configurations et sont identiques à ceux des Exemples 1 et 2. L’illumination fournie aux cultures durant ce comparatif a été diminuée à 170 pE/nfi.s'1.The culture conditions and the illumination and reflection devices of the light rays are strictly identical for the two configurations and are identical to those of Examples 1 and 2. The illumination supplied to the cultures during this comparison was decreased to 170 pE / nfi.s'1.

La microalgue marine Nannochloropsis salina a été cultivée dans un milieu synthétique ayant une salinité proche de l’eau de mer. La composition de ce milieu de culture est reprise dans le tableau précédent.The marine microalga Nannochloropsis salina was cultured in a synthetic medium having a salinity close to seawater. The composition of this culture medium is reproduced in the previous table.

Les inventeurs ont montré que pour une durée de 25 jours de culture, la productivité journalière en biomasse est de manière surprenante plus importante grâce au dispositif comprenant une série de cinq photobiréacteurs qu’à celle obtenue avec cinq photobioréacteurs pris isolément. Ainsi, une biomasse de 53 mg/L/jour pour les organismes phototrophes cultivés grâce au dispositif selon l’invention contre 28 mg/L/jour les organismes phototrophes cultivés dans cinq photobioréacteurs pris isolément.The inventors have shown that for a period of 25 days of culture, the daily productivity in biomass is surprisingly greater thanks to the device comprising a series of five photobuirs than to that obtained with five photobioreactors taken alone. Thus, a biomass of 53 mg / L / day for phototrophic organisms cultured by the device according to the invention against 28 mg / L / day phototrophic organisms grown in five photobioreactors alone.

La productivité en biomasse plus importante dans la cascade de PBRs peut s’expliquer par des considérations hydrodynamiques différentes par rapport au PBR seul ce qui génère un mélange plus homogène et moins de zones mortes.The higher biomass productivity in the PBR cascade can be explained by different hydrodynamic considerations compared to the PBR alone which generates a more homogeneous mixture and fewer dead zones.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation mentionnés ci-dessus.Of course, the invention is not limited to the embodiments mentioned above.

En particulier, l’Homme du Métier pourra apporter toute variante dans le gaz injecté dans le photobioréacteur. Par exemple, un gaz différent du CO2 et de l’air peut être injecté dans l’airlift combiné. Ainsi, un gaz inerte de type diazote N2 peut être utilisé. En effet, le gaz N2 peut être utilisé pour éliminer l’ammoniac (NH3) formé par l’élévation du pH du milieu de culture dans lequel sont immergés les organismes phototrophes utilisant l’ammonium en vue de provoquer un stress nutritif en azote et ainsi augmenter la production lipidique. Le diazote permet également de dégazer l’oxygène produit par les réactions photosynthétiques et pouvant inhiber la croissance des micro-organismes à haute concentration et induire des réactions photochimiques néfastes pour la croissance des organismes phototrophes des cultures.In particular, the skilled person may provide any variant in the gas injected into the photobioreactor. For example, a different gas from CO2 and air can be injected into the combined airlift. Thus, a nitrogen-type inert gas N2 can be used. Indeed, the N2 gas can be used to remove the ammonia (NH3) formed by raising the pH of the culture medium in which are immersed phototrophic organisms using ammonium to cause nutrient stress in nitrogen and thus increase lipid production. The dinitrogen also makes it possible to degas the oxygen produced by the photosynthetic reactions and which can inhibit the growth of the microorganisms at high concentration and induce photochemical reactions which are detrimental to the growth of the phototrophic organisms of the cultures.

Claims

1. Device for cultivating phototrophic organisms comprising at least two airlift photobioreactors, intended to contain a culture medium in which phototrophic organisms are immersed, said photobioreactors being connected and placed in series, characterized in that the photobioreactors are connected by at least one two external circulation legs, placed on either side of each photobioreactor.

2. Device according to Claim 1, characterized in that each photobioreactor is connected to the photobioreactor which precedes it and the photobioreactor which follows it by at least two external circulation legs with the exception of the first and the last photobioreactor of the photobioreactor series. included in the device.

3. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the circulation legs are oriented so as to create a flow from the lower part of a photobioreactor to the upper part of the photobioreactor which follows.

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the outer circulation legs are in a material permeable to light.

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least two legs spaced apart from each other are placed on the same face of the same photobioreactor.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the photobioreactors are of parallelepipedal or cubic shape.

7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least two photobioreactors are organized so that the main faces of the photobioeactors are parallel to each other.

8. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least two outer circulation legs are placed on the side faces of each photobioreactor.

9. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the photobioreactors are in a vertical position.

10. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the photobioreactors are in a material permeable to light.

11. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the main faces of the photobioreactors is illuminated by light radiation.

12. A method for cultivating phototrophic organisms, characterized in that the phototrophic organisms are cultured in a device according to claims 1 to 11.

13. Method according to claim 12, characterized in that CO2 is added to the culture medium in which the phototrophic organisms are immersed.

14. Method according to claim 13, characterized in that the CO2 is injected into the circulation web.