FR2990955A1

FR2990955A1 - Producing a biomass from the pre-growth of oysters by the culture of micro-organisms in a photo-bioreactor enlightened according to an incidence direct and a reflection direction

Info

Publication number: FR2990955A1
Application number: FR1254668A
Authority: FR
Inventors: Bernard Gutsche; Eric Dubreucq; Yannick Desplats; Bernd Fabry
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2013-11-29
Anticipated expiration: 2032-05-22
Also published as: FR2990955B1

Abstract

The method for producing a biomass by the culture of micro-organisms in a photo-bioreactor enlightened according to an incidence direct and a reflection direction, is claimed. The method utilizes photosynthetic micro-organisms (microalges). A hardware for the photo bioreactor comprises glass, a transparent rigid polymer or a transparent plastic film. The photobioreactor is placed above a gleaming surface. The gleaming surface is a water surface. The photo-bioreactor is fixed on or below a support placed above the gleaming surface. The method for producing a biomass by the culture of micro-organisms in a photo-bioreactor enlightened according to an incidence direct and a reflection direction, is claimed. The method utilizes photosynthetic micro-organisms (microalges). A hardware for the photo bioreactor comprises glass, a transparent rigid polymer or a transparent plastic film. The photobioreactor is placed above a gleaming surface. The gleaming surface is a water surface. The photo-bioreactor is fixed on or below a support placed above the gleaming surface. The method utilizes: tables for shellfish as a support surface; the carbon dioxide produced by raised marine animals in the vicinity for the feeding of the microorganisms; and oxygen produced by the micro-organisms for a better development of young oysters and molds in specific basins. The method comprises extracting byproducts of the biomass after culture and harvest. Independent claims are included for: (1) an installment of photo-bioreactor; and (2) a process for breeding fish, oysters and others molluscs and shellfish in ponds.

Description

- 1 - DESCRIPTION Objet de l'invention L'invention est dans le secteur de la biotechnologie. Il s'agit d'un procédé pour la production de biomasse par prolifération de microorganismes photosynthétiques utilisant un photo-bioréacteur avec un support spécifique et d'un procédé pour la culture de mollusques et de poissons utilisant la biomasse produite comme matière fourragère aquatique. L'état des connaissances Sur la côte française de la Méditerranée, des huîtres et autres mollusques sont produits dans des bassins reliés à la mer (étangs). La première étape de l'élevage des huîtres est le pré-grossissement des juvéniles, d'une taille initiale de 5 à 10 mm, dans des sacs placés dans l'étang. A partir d'un certain âge, les jeunes huîtres (taille supérieure à 50 mm) sont collées avec du ciment sur des cordes en vue de leur grossissement. Les cordes sont fixées à des « tables » qui sont installées dans le bassin et surélevées d'un à deux mètres au-dessus du niveau de l'eau. Depuis les années 1960, la construction des tables est standardisée (typiquement 50 x 12 m) et spécifique pour l'étang de Thau, lieu de la production des célèbres « Huîtres de Bouzigues ». Une série d'arrêts dans la production de juvéniles a entraîné une crise dans la production des huîtres. Il est donc nécessaire de trouver une solution avec des moyens techniques peu onéreux mais très efficaces pour surmonter ce type de crise, liée à une mortalité élevée souvent due à une sensibilité des huîtres aux attaques virales et bactériennes (e.g. par le virus herpès oSHV1 ou la bactérie Vibrio splendidus) Une approche spécifique se trouve dans l'alimentation des juvéniles avec une nourriture bon marché, naturelle et riche en protéines et lipides (la biomasse). Cette biomasse doit être produite à proximité des sites de production des huîtres pour éviter le transport et un séchage intermédiaire de la biomasse humide. Le premier aspect de l'invention est donc la mise à disposition d'un procédé permettant la production de biomasse dans les conditions - 2 - citées, pour la mise en oeuvre de cet aliment dans la chaine de production des huîtres. Dans ce contexte, il faut remarquer que la production de biomasse par la culture de microorganismes, notamment de micro-algues en 5 présence de lumière, est connue depuis très longtemps. La production se fait dans des photo-bioréacteurs soit en système ouvert (open-ponds) ou dans des systèmes fermés. Dans le photo-bioréacteur, la culture de la biomasse est réalisée en présence des nutriments nécessaires et de dioxyde de carbone sous irradiation lumineuse, en utilisant notamment la lumière solaire 10 comme source d'énergie gratuite. La récolte peut se faire en continu, fedbatch ou batch. L'extraction de composés à haute valeur ajoutée (par exemple des caroténoïdes) peut être réalisée si souhaité. La biomasse est alors utilisée sous forme humide ou séchée comme nourriture additionnelle pour les jeunes huîtres. 15 Un des problèmes affectant la productivité des photo- bioréacteurs est l'utilisation limitée de la lumière solaire. L'utilisation de sources de lumière artificielles peut permettre d'augmenter la productivité des photo-bioréacteurs, mais à un prix qui n'est acceptable ni pour une production de biomasse destinée à l'alimentation de poissons et mollusques, 20 ni pour la production de biocarburants. Des solutions existent, utilisant des panneaux ou tubes dans une installation verticale, qui doivent être placés de façon à utiliser au mieux le rayonnement solaire. Cependant, la présence des réacteurs voisins entraîne toujours une dégradation des performances si l'on veut limiter la 25 consommation de surface pour une installation comportant plus d'un photobioréacteur. Il s'agit donc d'une solution technique bon marché mais avec des limites concernant l'efficacité d'utilisation de la lumière. Un deuxième aspect de la présente invention est de mettre à disposition un procédé de culture de micro-organismes photosynthétiques 30 exploitant la lumière solaire avec un rendement d'éclairage plus élevé que celui des solutions existantes. L'objet de cette invention est de proposer une solution pour les deux aspects cités. 35 Description de l'invention Le premier objet de l'invention est donc un procédé pour la production de biomasse, caractérisé par la croissance de micro-organismes - 3 - photosynthétiques dans un photo-bioréacteur bénéficiant d'un éclairage à la fois par incidence directe et également par incidence indirecte par réflexion selon une ou plusieurs autres directions. L'introduction d'une surface miroitante permet d'utiliser la lumière solaire avec un rendement plus important, résultant en une augmentation de la production de biomasse. Cela permet de travailler à des concentrations en biomasse plus élevées, ou avec des épaisseurs plus importantes, par exemple dans un photo-bioréacteur équipé de tubes de diamètre supérieur. DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention is in the field of biotechnology. It is a process for the production of biomass by proliferation of photosynthetic microorganisms using a photo-bioreactor with a specific support and a process for the culture of molluscs and fish using the biomass produced as aquatic fodder. The state of knowledge On the French coast of the Mediterranean, oysters and other molluscs are produced in basins connected to the sea (ponds). The first step in oyster culture is pre-enlargement of juveniles, initially 5-10 mm in bags placed in the pond. At a certain age, young oysters (larger than 50 mm) are stuck with cement on ropes for growth. The ropes are attached to "tables" that are installed in the pool and raised one to two meters above the water level. Since the 1960s, the construction of tables has been standardized (typically 50 x 12 m) and specific for the Thau lagoon, where the famous "Bouzigues Oysters" are produced. A series of juvenile production shutdowns has resulted in a crisis in oyster production. It is therefore necessary to find a solution with inexpensive but very effective technical means to overcome this type of crisis, linked to high mortality often due to sensitivity of oysters to viral and bacterial attacks (eg by the herpes virus oSHV1 or the Vibrio splendidus bacteria) A specific approach is found in the diet of juveniles with a cheap, natural food rich in proteins and lipids (biomass). This biomass must be produced near oyster production sites to avoid transport and intermediate drying of wet biomass. The first aspect of the invention is therefore the provision of a method for the production of biomass under the conditions mentioned, for the implementation of this food in the oyster production line. In this context, it should be noted that the production of biomass by the culture of microorganisms, especially micro-algae in the presence of light, has been known for a very long time. The production is done in photo-bioreactors either in open-ponds or in closed systems. In the photo-bioreactor, the culture of biomass is carried out in the presence of the necessary nutrients and carbon dioxide under light irradiation, using in particular solar light 10 as a source of free energy. The harvest can be done continuously, fedbatch or batch. The extraction of high value added compounds (eg carotenoids) can be carried out if desired. The biomass is then used in wet or dried form as additional food for young oysters. One of the problems affecting the productivity of photoreactors is the limited use of sunlight. The use of artificial light sources can increase the productivity of photo-bioreactors, but at a price that is not acceptable for biomass production for the feeding of fish and shellfish, 20 or for production. of biofuels. Solutions exist, using panels or tubes in a vertical installation, which must be placed so as to make the best use of solar radiation. However, the presence of neighboring reactors always leads to a degradation of performance if one wants to limit the surface consumption for an installation comprising more than one photobioreactor. It is therefore a cheap technical solution but with limits on the efficiency of use of light. A second aspect of the present invention is to provide a method of growing photosynthetic micro-organisms utilizing sunlight with a higher light output than existing solutions. The object of this invention is to propose a solution for the two aspects mentioned. DESCRIPTION OF THE INVENTION The first object of the invention is therefore a process for the production of biomass, characterized by the growth of photosynthetic micro-organisms in a photo-bioreactor benefiting from illumination at both incidence. directly and indirectly by indirect reflection in one or more other directions. The introduction of a shimmering surface makes it possible to use sunlight with a higher yield, resulting in an increase in the production of biomass. This makes it possible to work at higher biomass concentrations, or with greater thicknesses, for example in a photo-bioreactor equipped with larger diameter tubes.

Procédé La sélection de micro-organismes est un paramètre moins critique. Elle est définie par des facteurs tels que la vitesse de croissance et la teneur en composés d'intérêt - selon l'application prévue. En priorité, la 15 production d'algues et surtout de microalgues telles que Chlorella, Tetraselmis, Isochrysis, Pavlova, Phaeodactylum, Chaetoceros, Nannochloropsis, Skeletonema et Thalassiosira sont connues comme nutriments des mollusques [P. Spolaore, C. Joarmis-Cassan, E. Duran, A. Isambert. Commercial applications of microalgae. Journal of Bioscience 20 and Bioengineering, 101: pp. 87-96, 2006]. Une algue telle que Dunaliella salina est également bien appropriée parce qu'elle existe déjà dans les étangs (à des concentrations faibles) et peut bien survivre dans des conditions de haute salinité et avec une haute luminosité. L'extraction des caroténoïdes après la récolte permet de produire une substance à haute 25 valeur ajoutée pour augmenter la rentabilité du procédé. Les microalgues présentes naturellement dans les lieux de production (comme l'étang de Thau), ou connues dans la littérature, peuvent être produites pour l'application en supplémentation de l'alimentation des jeunes huîtres. Selon leur vitesse de croissance, les 30 microalgues peuvent être produites pures ou en mélange de façon à obtenir la meilleure composition du produit final suivant l'application prévue. La nature des photo-bioréacteurs sera décrite au cours du texte de l'invention. Les réacteurs sont constitués de verre ou de toute matière transparente. La matière transparente peut être rigide ou flexible, comme 35 par exemple un tuyau en plastique souple. Pour une meilleure utilisation de la lumière solaire, les photobioréacteurs sont posés au-dessus d'une surface miroitante de façon à - 4 - utiliser la lumière réfléchie en plus de la lumière incidente. De préférence, le miroir est formé par la surface d'un plan d'eau. Le photo-bioréacteur est fixé sur ou au-dessous d'une construction porteuse placée au-dessus de la surface miroitante. Dans une forme préférée, cette construction est une table utilisée en conchyliculture pour l'accrochage des cordes portant les huîtres ou autres mollusques en cours d'élevage. Pour cette raison, les photobioréacteurs basés sur ce type de construction se trouvent préférentiellement dans des régions où l'on trouve des tables pour la production d'huîtres. La côte française de la Méditerranée est particulièrement bien adaptée du fait du grand nombre d'heures ensoleillées observé pendant l'année, critère absolument nécessaire si l'on veut éviter de recourir à une irradiation artificielle. Les grands volumes d'eau présents sur les sites de production d'huîtres assurent par ailleurs une régulation naturelle de la température dans l'environnement du photo-bioréacteur. Dans le cas de l'étang de Thau par exemple, l'eau de l'étang ne gèle presque jamais, ce qui permet une opération continue du photo-bioréacteur pendant toute l'année. L'existence d'un grand nombre de tables disponibles permet d'envisager une production de biomasse sur une grande surface. La figure 1 montre un schéma de principe de l'organisation d'un photo-bioréacteur sur une table utilisant à la fois l'incidence directe et par réflexion de la lumière solaire. Génération de biomasse par culture de microalgues dans un photo-bioréacteur La production de microalgues dans des systèmes fermés devient un enjeu de plus en plus important, que ce soit en vue d'atteindre une productivité plus élevée ou pour obtenir des produits propres, non dégradés par des effets extérieurs. Ainsi, les systèmes en bassins ouverts, ou raceways, arrivent à une productivité de l'ordre de 0.1 à 1 g/h/m3 alors que les photo-bioréacteurs fermés (PBR) solaires ont une productivité allant de 10 à 100 g/h/m3. Pour produire une biomasse de composition bien définie, il est également nécessaire de travailler dans des systèmes fermés parce que des espèces concurrentes à croissance plus rapide peuvent modifier la composition du produit final et le rendre inutilisable. Un autre aspect important est la surface occupée par les cultures de micro-algues, surtout dans des régions agricoles. En effet, selon Chisti [Biodiesel from microalgae, Biotechnol. Adv. 25:294-306, 2007] la - 5 - productivité d'une culture d'algue (avec une teneur en huile de 30%) pourrait atteindre 58700 L/ha contre 1190 L/ha pour le colza. Il existe actuellement un grand nombre d'installations de PBR, sous forme de petites unités de production ou de pilotes, avec des schémas de constructions très différents. L'objectif est toujours d'arriver à une meilleure efficacité de conversion de l'énergie solaire en biomasse (ex. Pulz et al., Photobioreactors: Design and performance with respect to light energy input, in: Bioprocess and Algae Reactor Technology, Apoptosis, vol. 59, Springer Berlin / Heidelberg, pp. 123-152, 1998) Les installations les plus souvent utilisées sont les photo- bioréacteurs basés sur le concept du réacteur tubulaire (avec beaucoup de modifications) posé sur le sol et optimisé pour éviter trop d'ombre entre les unités. Pour réduire l'influence des conditions météorologiques, les installations se trouvent souvent sous serre. Des critères de construction optimale sont par exemple décrits par Posten [Design principles of photobioreactors for cultivation of microalgae, Eng. Life Sci. 9:165-177, 2009]. Cependant, le problème de l'optimisation de l'approvisionnement en lumière est encore un objet de recherche important. Par exemple, des diodes électroluminescentes (LED) sont parfois installées pour augmenter la productivité, avec cependant des coûts d'investissements beaucoup plus importants (voir par ex. Bosma et al., Int. Sugar J. 112:74-85, 2010). La production des microalgues cultivées en eau de mer se fait jusqu'à présent dans des bassins ouverts ("open ponds", par exemple par BASF - ex. Cognis - en Australie). Il existe des brevets qui décrivent la pose de réacteurs (flexibles) dans l'eau, mais pour éviter trop de perte de lumière les systèmes doivent être flottants, par exemple sur coussin d'air. Deux exemples sont à mentionner : WO 2008 134010 A2 et WO 2011 113006 Al. Cependant, comme les réacteurs sont partiellement submergés, le rendement d'utilisation de la lumière est réduit. Process The selection of microorganisms is a less critical parameter. It is defined by factors such as the rate of growth and the content of compounds of interest - depending on the intended application. As a priority, the production of algae and especially microalgae such as Chlorella, Tetraselmis, Isochrysis, Pavlova, Phaeodactylum, Chaetoceros, Nannochloropsis, Skeletonema and Thalassiosira are known as nutriments of molluscs [P. Spolaore, C. Joarmis-Cassan, E. Duran, A. Isambert. Commercial applications of microalgae. Journal of Bioscience 20 and Bioengineering, 101: pp. 87-96, 2006]. An alga such as Dunaliella salina is also well suited because it already exists in ponds (at low concentrations) and can survive well under conditions of high salinity and high brightness. Post-harvest extraction of carotenoids produces a high value-added material to increase the economics of the process. Microalgae naturally present in production sites (such as the Thau lagoon), or known in the literature, can be produced for application in supplementation of the diet of young oysters. Depending on their growth rate, the microalgae can be produced pure or in a mixture so as to obtain the best composition of the final product according to the intended application. The nature of the photo-bioreactors will be described in the text of the invention. The reactors are made of glass or any transparent material. The transparent material may be rigid or flexible, such as a flexible plastic pipe. For better use of sunlight, the photobioreactors are placed over a shimmering surface so as to use the reflected light in addition to the incident light. Preferably, the mirror is formed by the surface of a body of water. The photo-bioreactor is attached to or below a carrier structure placed above the shimmering surface. In a preferred form, this construction is a table used in shellfish culture for hanging ropes carrying oysters or other molluscs during breeding. For this reason, photobioreactors based on this type of construction are preferentially found in regions where tables for oyster production are found. The French coast of the Mediterranean is particularly well adapted because of the large number of sunny hours observed during the year, absolutely necessary criterion if we want to avoid resorting to artificial irradiation. The large volumes of water present at the oyster production sites also ensure a natural regulation of the temperature in the photo-bioreactor environment. In the case of the Thau lagoon, for example, the pond water hardly ever freezes, which allows a continuous operation of the photo-bioreactor throughout the year. The existence of a large number of available tables makes it possible to envisage biomass production over a large area. Figure 1 shows a schematic diagram of the organization of a photo-bioreactor on a table using both direct incidence and reflection of sunlight. Generation of biomass by microalgae culture in a photo-bioreactor The production of microalgae in closed systems is becoming an increasingly important issue, either to achieve higher productivity or to obtain clean, non-degraded products by external effects. Thus, open-basin systems, or raceways, reach a productivity of the order of 0.1 to 1 g / h / m3 whereas solar closed photobioreactors (PBR) have a productivity ranging from 10 to 100 g / h. / m3. To produce a well-defined biomass of composition, it is also necessary to work in closed systems because competing faster-growing species can alter the composition of the final product and make it unusable. Another important aspect is the area occupied by microalgae crops, especially in agricultural areas. Indeed, according to Chisti [Biodiesel from microalgae, Biotechnol. Adv. 25: 294-306, 2007] The productivity of a seaweed crop (with an oil content of 30%) could reach 58700 L / ha compared to 1190 L / ha for rapeseed. There are currently a large number of PBR installations, in the form of small production units or pilots, with very different construction schemes. The objective is always to achieve a better efficiency of conversion of solar energy into biomass (eg Pulz et al., Photobioreactors: Design and performance with respect to light energy input, in: Bioprocess and Algae Reactor Technology, Apoptosis , 59, Springer Berlin / Heidelberg, pp. 123-152, 1998) The most commonly used facilities are photobioreactors based on the concept of a tubular reactor (with many modifications) laid on the ground and optimized to avoid too much shade between the units. To reduce the influence of weather conditions, facilities are often under glass. Optimal construction criteria are for example described by Posten [Design principles of photobioreactors for cultivation of microalgae, Eng. Life Sci. 9: 165-177, 2009]. However, the problem of optimizing light supply is still an important research topic. For example, light-emitting diodes (LEDs) are sometimes installed to increase productivity, with, however, much higher investment costs (see eg Bosma et al., Sugar J. 112: 74-85, 2010). . The production of microalgae grown in seawater has so far been in open ponds, for example by BASF - eg Cognis - in Australia. There are patents that describe the installation of (flexible) reactors in water, but to avoid too much light loss systems must be floating, for example on air cushion. Two examples are to mention: WO 2008 134010 A2 and WO 2011 113006 A1. However, since the reactors are partially submerged, the light utilization efficiency is reduced.

L'idée de la présente invention inclut l'utilisation de la réflexion de la lumière sur la surface de l'eau pour augmenter la productivité. L'utilisation de la surface de l'eau - avec l'exploitation de l'effet de la réflexion de la lumière pour arriver à des productivités plus importantes, est un concept tout-à-fait nouveau. The idea of the present invention includes the use of light reflection on the surface of the water to increase productivity. The use of the surface of the water - with the exploitation of the effect of the reflection of the light to arrive at more important productivities, is a completely new concept.

Une solution proposée dans ce concept est l'utilisation de rayonnages existants dans l'eau pour monter des PBR. Une construction spécialement utilisable est la table pour la production des huîtres telle que - 6 - mise en oeuvre sur l'étang de Thau (Languedoc-Roussillon). Les tables sont des structures métalliques qui servent de support à l'accrochage de cordes supportant les huîtres, elles-mêmes collées aux cordes par du ciment. Typiquement, les tables ont des dimensions de 50 m de longueur et 12 m de largeur. Elles sont installées à environ 50 - 100 cm au-dessus de la surface de l'eau. Avec ces dimensions, elles sont idéales pour monter des unités de PBR, en évitant une hauteur trop grande par rapport à la surface de l'eau. Normalement, les tables peuvent porter jusqu'à 120 t d'huîtres, c'est-à-dire qu'une unité de PBR (avec pompe de recirculation, station de dosage de CO2, unité de dégazage d'02, système d'extraction de la biomasse, etc.) peut être montée sur une table - non-utilisée ou même utilisée - avec renforcement de la statique de la table. De nombreux modèles déjà existants de réacteurs peuvent être utilisés (réacteurs tubulaires, des constructions basses étant préférables pour 15 ne pas risquer une destruction par le vent). La distance entre les tables et la côte étant seulement d'environ 200 m, l'approvisionnement des PBR avec CO2 peut se faire par des tubes flexibles à partir d'une unité produisant un gaz d'échappement riche en CO2. Il peut s'agir par exemple d'une station de combustion de déchets issus 20 de la production de fruits de mer (destinée à limiter la production de mauvaises odeurs). L'installation des PBR sur les tables à environ 50 cm au-dessus de la surface de l'eau garantit aussi une régulation naturelle de la température autour du PBR. En effet, la masse d'eau, dont la température 25 descend rarement en dessous de 4°C pour le cas de l'Etang de Thau, agit comme un grand réservoir de calories qui permet de travailler plus longtemps en production. La grande capacité calorifique de l'eau permet ainsi d'utiliser les PBR sans isolation thermique additionnelle. Il n'est donc pas nécessaire de protéger les réacteurs, contrairement aux unités au sol qui 30 doivent être couvertes pour éviter le gel et les dégradations de l'installation. Dans une réalisation technique possible, quatre PBR ou plus sont groupés autour d'une station de récolte qui contient aussi tout le matériel d'infrastructure nécessaire pour leur opération. Ce concept permet de minimiser les coûts d'investissement. 35 Une option intéressante est l'utilisation du CO2 produit par la respiration des huîtres, si on peut le capturer et conduire au PBR. Sur la base des informations disponibles dans la littérature scientifique, on peut - 7 - estimer une production par les huîtres d'environ 0.3 à 1.1 kg de CO2 par heure pour une table, permettant la production potentielle d'environ 0,6 kg de biomasse d'algue par heure. Pour une concentration en algues dans un PBR de 0.5 à 3 g/L, cela peut permettre d'opérer des unités de plusieurs mètres cubes. L'oxygène produit par les algues dans le photo-bioréacteur peut lui-même être injecté dans l'eau de l'étang, par exemple au voisinage des huîtres sous la table portant le photo-bioréacteur. Après culture et récolte de la biomasse, une étape d'extraction des composés à haute valeur ajoutée peut suivre, surtout si ces produits d'intérêt ne sont pas nécessaire pour l'application de nutrition des juvéniles/jeunes algues ou si leur teneur est très supérieure à celle attendue pour cette application. On peut citer comme exemples de composés à haute valeur ajoutée des antioxydants tels que lutéine, lycopène, carotène ou astaxanthine, ainsi que des pigments. La séparation peut se faire par les méthodes classiques d'extraction liquide-liquide ou solide-liquide, ou si nécessaire par des traitements avec un fluide supercritique tel que le CO2. La biomasse restante après extraction peut être utilisée directement sous forme humide ou, en vue d'un stockage prolongé, sous forme congelée ou lyophilisée. One solution proposed in this concept is the use of existing shelving in water to mount PBRs. A particularly useful construction is the table for the production of oysters as implemented on the pond of Thau (Languedoc-Roussillon). The tables are metal structures that serve as support for hanging ropes supporting the oysters, themselves glued to the ropes by cement. Typically, tables have dimensions of 50 m in length and 12 m in width. They are installed about 50 - 100 cm above the surface of the water. With these dimensions, they are ideal for mounting PBR units, avoiding a height too great compared to the surface of the water. Normally, tables can carry up to 120 t of oysters, ie one unit of PBR (with recirculation pump, CO2 metering station, 02 degassing unit, system of extraction of biomass, etc.) can be mounted on a table - not used or even used - with static reinforcement of the table. Many existing models of reactors can be used (tubular reactors, low constructions being preferable for not risking destruction by wind). The distance between the tables and the coast being only about 200 m, the supply of PBR with CO2 can be made by flexible tubes from a unit producing a CO2-rich exhaust gas. It may be for example a waste combustion station resulting from the production of seafood (intended to limit the production of bad smells). The installation of the PBRs on the tables about 50 cm above the surface of the water also guarantees a natural regulation of the temperature around the PBR. Indeed, the body of water, whose temperature rarely drops below 4 ° C for the case of Etang de Thau, acts as a large reservoir of calories that allows to work longer in production. The large heat capacity of the water thus makes it possible to use the PBRs without additional thermal insulation. It is therefore not necessary to protect the reactors, unlike the ground units which must be covered to prevent frost and damage to the plant. In a possible technical embodiment, four or more PBRs are grouped around a harvesting station which also contains all the necessary infrastructure material for their operation. This concept minimizes investment costs. One interesting option is the use of CO2 produced by oyster respiration, if it can be captured and conducted to the ACB. On the basis of information available in the scientific literature, oyster production can be estimated at about 0.3 to 1.1 kg of CO2 per hour for a table, allowing the potential production of about 0.6 kg of biomass of algae per hour. For a concentration of algae in a PBR of 0.5 to 3 g / L, this can make it possible to operate units of several cubic meters. The oxygen produced by the algae in the photo-bioreactor can itself be injected into the water of the pond, for example in the vicinity of the oysters under the table carrying the photo-bioreactor. After cultivation and harvesting of the biomass, a step of extraction of the high added value compounds can follow, especially if these products of interest are not necessary for the nutrition application of the juveniles / young algae or if their content is very higher than expected for this application. Examples of high value-added compounds include antioxidants such as lutein, lycopene, carotene or astaxanthin, as well as pigments. The separation can be done by conventional liquid-liquid or solid-liquid extraction methods, or if necessary by treatments with a supercritical fluid such as CO2. The remaining biomass after extraction can be used directly in wet form or, for prolonged storage, in frozen or freeze-dried form.

Dispositif du photo-bioréacteur et support Un autre aspect de l'invention est la conception du dispositif constitué d'une combinaison d'un ou plusieurs photo-bioréacteurs et d'un support. Un support particulièrement adapté est constitué par une table du type de celles utilisées pour la fixation des cordes pour l'élevage des huitres et des moules dans la conchyliculture. Les tables sont fixées sur le fond du bassin et émergent au-dessus de l'eau. Les photo-bioréacteurs sont installés sur ou au-dessous des tables d'une manière telle que les rayons solaires les atteignent à la fois directement et par miroitement sur la surface d'eau. La construction préférentielle est une unité assez légère avec des réacteurs de taille optimisée par rapport à la stabilité statique des tables et à la résistance au vent de l'installation. La recirculation de la phase liquide peut se faire avec des petites pompes solaires. La source de CO2 peut être un réservoir à côté de la table, ou si on n'est pas loin de la côte un système de flexibles relié à une source terrestre. - 8 - Procédé pour l'élevage de poissons, huîtres, moules et autre mollusques ou crustacés Un dernier aspect de l'invention concerne le procédé d'élevage des poissons, huîtres, moules et autre mollusques ou crustacés dans des étangs, par (a) la fixation d'un ou plusieurs photo-bioréacteurs au-dessous ou sur les tables utilisées pour la production des huîtres ou moules d'une manière qui permet l'utilisation de la radiation solaire directe et par réflexion sur la surface d'eau, et (b) l'utilisation, directe ou après séparation des coproduits de haute valeur, de la biomasse produite dans les photo-bioréacteurs pour l'élevage d'huîtres, moules ou autres mollusques, poissons et crustacés. La production parallèle de macro-algues et de fruits de mer est étudiée intensivement dans des parcs éoliens de la Mer du Nord par l'institut Alfred-Wegener à Bremerhaven (Allemagne) [voir par exemple Buck et al., J. Appl. Phycol. 16 :355-368, 2004]. Une valorisation directe de la production de biomasse algale dans la présente invention est la production de nutriments pour les naissains d'huîtres qui doivent être élevés dans des systèmes fermés et alimentés avec un cocktail de microalgues [voir par exemple Helm et al., Ecloserie de bivalves - Un manuel pratique, in: A. Lovatelli (Ed.) FAO document technique sur les pêches n°471, FAO, Rome, 184 pages, 2006]. On peut notamment valoriser la biomasse humide sans coûts additionnels et élever les naissains dans la même région que les algues en évitant les pertes dues au transport et les autres risques liés à la distance au site de production des algues. La biomasse peut être injectée directement dans l'étang. Il est cependant avantageux d'utiliser la biomasse produite pour un pré-grossissement des naissains dans des bassins séparés qui contiennent de l'eau de l'étang - si nécessaire purifiée par exemple par un traitement UV pour réduire les risques d'importation de virus etc. La biomasse utilisée pour l'alimentation des naissains peut particulièrement être constituée de souches de microalgues existant naturellement dans le système biologique de l'étang mais produites de façon optimale dans les photo-bioréacteurs. Il peut également s'agir d'un cocktail de microalgues additionnelles, également produites dans les photo-bioréacteurs, qui s'avèrerait plus efficace pour accroître la résistance des huîtres aux maladies microbiennes ou virales. Cette supplémentation en nourriture spécifique permet - 9 - d'augmenter la vitesse de croissance des jeunes huîtres avant les placer au coeur de l'étang pour la croissance finale. Cette étape intermédiaire naturelle, qui réduit le stress dû au transport et au changement d'eau et de nourriture, permet aussi une réduction de la mortalité des jeunes huîtres. Another aspect of the invention is the design of the device consisting of a combination of one or more photo-bioreactors and a support. A particularly suitable support is constituted by a table of the type used for setting ropes for growing oysters and mussels in shellfish farming. The tables are set on the bottom of the pool and emerge over the water. The photo-bioreactors are installed on or below the tables in such a way that the sun's rays reach them both directly and by shimmering on the surface of the water. The preferred construction is a fairly light unit with optimized size reactors compared to the static stability of the tables and the wind resistance of the installation. Recirculation of the liquid phase can be done with small solar pumps. The source of CO2 can be a tank next to the table, or if one is not far from the coast a system of hoses connected to a terrestrial source. - 8 - Process for the rearing of fish, oysters, mussels and other molluscs or crustaceans A final aspect of the invention relates to the process of raising fish, oysters, mussels and other molluscs or crustaceans in ponds by means of ) the fixation of one or more photo-bioreactors below or on the tables used for the production of oysters or mussels in a manner that allows the use of direct solar radiation and by reflection on the water surface, and (b) the use, directly or after separation of high value co-products, of the biomass produced in photo-bioreactors for the production of oysters, mussels or other molluscs, fish and crustaceans. Parallel production of macroalgae and seafood is extensively studied in North Sea wind farms by the Alfred-Wegener Institute in Bremerhaven, Germany (see, for example, Buck et al., J. Appl. Phycol. 16: 355-368, 2004]. A direct valuation of the algal biomass production in the present invention is the production of nutrients for oyster spat that must be reared in closed systems and fed with a cocktail of microalgae [see for example Helm et al., Hatchery bivalves - A Practical Manual, in: A. Lovatelli (Ed.) FAO Technical Paper on Fisheries No. 471, FAO, Rome, 184 pages, 2006]. In particular, wet biomass can be upgraded at no additional cost and spat in the same region as algae, avoiding transport losses and other risks associated with distance from the algal production site. Biomass can be injected directly into the pond. However, it is advantageous to use biomass produced for pre-enlargement of spat in separate ponds that contain pond water - if necessary purified for example by UV treatment to reduce the risk of virus importation. etc. The biomass used for spat feeding may particularly consist of microalgae strains naturally occurring in the pond's biological system but optimally produced in photo-bioreactors. It may also be an additional microalgae cocktail, also produced in photo-bioreactors, that would be more effective in increasing oyster resistance to microbial or viral diseases. This supplementation in specific food allows to increase the speed of growth of the young oysters before placing them in the heart of the pond for the final growth. This natural intermediate step, which reduces stress from transportation and water and food changes, also reduces the mortality of young oysters.

Enfin, le procédé selon l'invention est encore avantageusement caractérisé en ce qu'il utilise comme matériel pour le photo-bioréacteur du verre, un polymère rigide transparent ou une pellicule plastique transparente, et par l'utilisation de l'oxygène produit par les microorganismes pour un meilleur développement des jeunes huîtres et moules dans des bassins spécifiques. Avantageusement, l'installation selon l'invention est, en outre, caractérisée par l'utilisation de la biomasse produite par le pré-grandissement des huîtres dans des cuves disjointes. Finally, the method according to the invention is still advantageously characterized in that it uses as material for the photo-bioreactor of the glass, a transparent rigid polymer or a transparent plastic film, and by the use of the oxygen produced by the microorganisms for better development of young oysters and mussels in specific basins. Advantageously, the plant according to the invention is, furthermore, characterized by the use of biomass produced by pre-growing oysters in disjunct tanks.

Claims

REVENDICATIONS1. A process for the production of biomass, characterized by culturing microorganisms in an illuminated photobioreactor according to at least one direct-incident direction and at least one other reflection direction.

2. The method of claim 1, using photosynthetic microorganisms (microalgae in the broad sense)

3. A process according to claims 1 and 2, using as a material for the glass photobioreactor, a transparent rigid polymer or a transparent plastic film.

4. Process according to at least one of claims 1 to 3, characterized by placing the photobioreactor over a shimmering surface.

5. The method of claim 4, characterized by a water surface as a shimmering surface.

6. Process according to at least one of claims 1 to 5, characterized by fixing the photo-bioreactor on or below a support placed above a shimmering surface.

7. Process according to claim 6, characterized by the use of shellfish culture tables as support and a water surface as a shimmering surface.

8. Process according to at least one of Claims 1 to 7, characterized by the partial use of the carbon dioxide produced by the marine animals raised in the vicinity for the feeding of microorganisms in the photo-bioreactor. 25

9. Process according to at least one of claims 1 to 8, characterized by the use of oxygen produced by microorganisms for better development of young oysters and mussels in specific basins.

10. Process according to at least one of claims 1 to 9, characterized by the extraction of co-products from the biomass after cultivation and harvesting.

11. Installation consisting of a photo-bioreactor and a support, this support being a shellfish culture table used to support oyster cords, fixed to the ground and protruding above the surface of the water, on or under which is mounted a photo-bioreactor so that the light radiation reaches both directly and indirectly by reflection on the surface of the water.

12. A process for raising fish, oysters and other shellfish in seaside ponds by (a) installing photo-bioreactors on one or more shellfish tables for the production of biomass by culturing photosynthetic microorganisms, so that the light radiation reaches them both directly and indirectly by reflection on the surface of the water, and (b) the use of the biomass produced in this way as nutrients in the culture of oysters , fish and other seafood, directly or after the extraction of valuable co-products.

13. A process according to claim 12 characterized by using the biomass produced for pre-growing oysters in disjunct tanks.