Expérimentation

La partie expérimentation devait au départ nous permettre de créer notre propre algocarburant. Cependant, la production de notre propre algocarburant est impossible en raison du manque de matériel à notre disposition au lycée. En effet, le matériel nécessaire est extrêmement cher et de plus cette expérience nécessite une quantité très importante de biomasse algale que nous n’avions pas sous la main, à cela s’ajoute les problèmes de coût et de complexité de l’expérience qui nous ont contraint à nous rediriger vers la mise en culture des algues et à l’évaluation de leur densité. Ces expériences ont pour but de montrer qu’il y a une augmentation de la quantité d’algues lorsqu’elles sont placées dans les bonnes conditions.

Mise en culture de micro-algues type Euglène

Matériel :                                                      Milieu pour Euglène (1L):

- une potence                                                 - (NH₄)3S0₄ (1g)
- un ballon à fond plat de 1 L                         - K₂HPO₄ (0,65g)
- un bouchon à deux trous                             - MgSO₄, 7H₂O (0,5g)
- un tuyau                                                       - CaCl₂ (0,2g)
- un bulleur                                                    - (NH₄)2HPO₄ (0,5g)
- milieu pour Euglène                                    - ZnCl₂ (0,1g)
- un microbio                                                 - 1 goutte de perchlorure de fer
- une lampe                                                    - acide (3,5mL =  pH de 3,5)
- 5ml d'euglènes                                             -une pincée de vitamine B
- pipettes stériles

Protocole:

Afin que la culture de micro algues se fasse sans la contamination du milieu, le protocole sera conduit en milieu stérile, c'est à dire avec l'utilisation d'un matériel stérile, dans une zone de moins de 25 centimètres d'un microbio et en s'étant au préalable lavé les mains avec de l'eau et de l'alcool.

Dans  un ballon de 1000 mL, nous versons 500 mL  du milieu pour Euglène et 5ml de micro-algues de type Euglène. On y ajoute alors la pincée de vitamine B.

On place ensuite le bouchon à deux trous sur le ballon. On insère dans l'un des deux trous un tuyau relié à un bulleur afin de faciliter les échanges gazeux entre la solution et l'air environnant, dans l'autre on y insère un peu de coton afin de laisser les gaz s'échapper de la solution sans pour autant faciliter une contamination.

On enroule enfin autour du bouchon de l'aluminium afin de conserver une certaine étanchéité.

Enfin on place le ballon sur une potence. La solution est alors éclairée par  une lampe afin de faciliter le développement des micro-algues.




                         Schéma montage expérience

 

La mise en culture d’algues est un procédé complexe mais avec des mesures précises pour la réalisation du milieu de leur croissance et le respect des règles de stérilité de l’environnement, la culture des algues est possible et permet d’utiliser la solution obtenue pour d’autres expériences comme la suivante qui est l’évaluation de la densité de la solution au cours du temps à  l’aide d’un colorimètre.

Évolution de la concentration d'euglènes dans la solution:

Matériel :

- un colorimètre

- deux cuves (dont une pour le témoin)

- une pipette stérile

- des euglènes en solution

- alcool

- un bécher

- un microbio

- filtre 520 pour le colorimètre

Fonctionnement du colorimètre :

           Le colorimètre est composé d’une lumière qui va traverser un filtre puis une cuve contenant une solution avant de venir frapper une cellule photo sensible. Cette cellule va mesurer la quantité de lumière qu’elle reçoit et ainsi la quantité de lumière qui à été absorbée par la solution et le filtre. Le résultat correspond au taux d’absorption de la lumière par la solution contenue dans la cuve au moment de l’expérience.

 

          Le but est de l'expérience est de montrer qu'il y a une division cellulaire et donc une multiplication des algues présentes dans la solution.

          Pour cela, nous prélevons un peu de solution à intervalle régulières ( de 1 à 4 jours) à l'aide d'une pipette stérile à proximité du microbio lors de l'ouverture du ballon à fond plat. Les prélèvements sont  ensuite placés dans deux cuves, une pour la solution avec les algues et l'autre pour l’expérience témoin qui sera remplie avec de l'eau et ces cuves seront ensuite placées dans le colorimètre On branche le colorimètre puis on appuie sur "Reset".  

On place cette cuve dans le colorimètre dans lequel on a placé le filtre vert 520. On appuie alors sur le bouton "Test" qui affiche le taux d’absorption de la solution. 

L’expérience du calcul du taux d’absorption s’est déroulée sur dix jours et permet d’obtenir des résultats représentatifs de la réalité.

Le taux d’absorption de la solution contenant des euglènes est passé de 40% à J+4 à 85% à J+14. On en déduit que la densité de la solution a augmenté car une quantité plus faible de lumière à réussi à passer jusqu'à la cellule photo sensible. Cette expérience nous a montré que les micro-algues se sont multipliées au cours de ces dix jours par plus de deux.

L’expérience témoin (avec de l’eau) a donné des résultats qui oscillent entre 1% et 3% pour le taux d’absorption, ce qui représente une augmentation négligeable qui peut être due à la présence de corps étrangers dans l’eau du robinet (calcaire, bactéries ...)

Observation des micros-algues au microscope

<><> <><> <><>

Photographie par webcam de 0,5 mL de solution d'euglènes à J+4 observé au microscope optique ( x40)

<><> <><> <><>

<><> <><> <><>

Photographie par webcam de 0,5 mL de solution d'euglènes à J+14 observé au microscope optique ( x40)

Ces deux photographies complètent les résultats du colorimètre. En effet, on observe qu'en un même espace il y a eu une multiplication d'euglènes au cours du temps.

Conclusion: 

Ces différentes mesures et expériences montrent bien la multiplication de microalgues dans un milieu propice à leur division cellulaire.  

Cette multiplication rapide par division cellulaire est l'avantage principal des microalgues.  Cette atout est important pour pouvoir produire un algocarburant de façon régulière et rapide. En effet, pour produire un carburant à partir l'algues, nous avons besoin d'une biomasse importante d'algues dans un espace restreint c'est-à-dire que la concentration de microalgues doit être maximale et arriver à saturation.