La production alimentaire est au cœur du problème climatique, d'une manière que la transition énergétique à elle seule ne peut résoudre. Les systèmes alimentaires mondiaux représentent environ 34 pour cent de toutes les émissions anthropiques de gaz à effet de serre. La population mondiale est On prévoit que ce nombre avoisinera les 10 milliards d'ici 2050.Répondre à cette demande avec les modèles agricoles actuels implique de convertir de vastes étendues de terres qui renferment des stocks de carbone et une biodiversité existants.
Les protéines végétales ont partiellement résolu le problème de l'élevage. Leur culture exige toujours des terres fertiles, de l'eau et des intrants chimiques. La tension structurelle entre nourrir une population croissante et protéger les écosystèmes dont dépend l'agriculture demeure.
ArboreaArborea, une start-up londonienne spécialisée dans les technologies climatiques, développe une plateforme de production conçue pour s'attaquer à ce problème à la source. Son système BioSolar Leaf industrialise la photosynthèse pour cultiver des microalgues sur des terres infertiles. Le dioxyde de carbone et la lumière naturelle sont ses seules ressources. Le système séquestre le carbone comme condition de production. Comme l'explique le Dr Kaly Chatakondu, directrice commerciale internationale d'Arborea : « Le dioxyde de carbone, au lieu d'être un problème, devient soudainement votre matière première. »
Comment fonctionne le système
La feuille BioSolar ressemble physiquement à un panneau solaire. À l'intérieur de chaque module, un réseau de tubes de culture transporte l'eau dans laquelle se développent des microalgues. Ces tubes fonctionnent comme un poumon inversé, absorbant le CO₂ et rejetant de l'oxygène. « Elle absorbe le dioxyde de carbone et rejette de l'oxygène à l'intérieur de tubes de culture respirants », a expliqué Chatakondu à Climate Solutions News. « Il s'agit tout simplement de photosynthèse, un processus naturel apparu sur Terre il y a trois milliards d'années. Mais c'est une photosynthèse décuplée, si vous voulez. C'est de la photosynthèse industrielle. »
Les cultures traditionnelles donnent une ou deux récoltes par an. La feuille BioSolar permet une récolte quotidienne, jusqu'à 365 cycles par an. L'injection de CO₂ ne nécessite aucune pressurisation. Le procédé fonctionne à des concentrations inférieures à 2 %. Il peut utiliser les gaz de combustion industriels, la combustion des déchets agricoles ou l'air ambiant. L'eau circule en continu dans un circuit fermé, indépendamment des précipitations ou du sol.
Arborea utilise des membranes perméables aux gaz brevetées, fabriquées à partir de plastique recyclé, pour permettre l'absorption du CO₂ aux concentrations ambiantes. Cet environnement clos et contrôlé élimine les risques de contamination croisée qui ont historiquement limité les systèmes de culture en bassins ouverts. « Deux tonnes de dioxyde de carbone se transforment en une tonne d'ingrédients », explique Chatakondu. « On atteint littéralement tous les objectifs environnementaux. »
Illustration non contractuelle. Ne représente pas la machinerie ou l'équipement réel.
Une plateforme d'ingrédients polyvalente
Le produit phare d'Arborea est la spiruline. Elle contient environ 65 à 70 % de protéines (en masse). Elle apporte également du fer, du zinc, du magnésium, des vitamines B et des acides gras oméga-3. Son usage alimentaire est autorisé dans la plupart des pays et régions, et elle est déjà largement utilisée à l'échelle mondiale avant même l'entrée en vigueur des réglementations sur les nouveaux aliments. « Dès lors qu'on utilise des méthodes d'extraction naturelles et douces, les obstacles réglementaires sont minimes », explique Chatakondu. « La réglementation n'est pas un obstacle insurmontable, mais elle ralentit le développement. »
La protéine extraite de la spiruline d'Arborea est hydrosoluble, de goût neutre et de couleur pâle. Elle possède des propriétés moussantes, gélifiantes et émulsifiantes. Elle peut remplacer les protéines conventionnelles dans les laits végétaux, les produits de boulangerie et les boissons, sans agents masquants ni reformulation majeure. Des pigments naturels, des acides gras oméga-3, ainsi que des vitamines et minéraux bioactifs peuvent être co-extraits de la même biomasse. « Parfois, certains procédés rencontrent des difficultés car on extrait une très faible quantité de produit », explique Chatakondu. « Ici, chaque partie de la microalgue a de la valeur pour différentes applications. »
Au-delà de la spiruline, la plateforme est, en principe, compatible avec tous les substrats. Plus de 30 000 espèces de microalgues photosynthétiques sont connues de la science. « Ce procédé permet de produire littéralement n’importe quelle microalgue photosynthétique », explique Chatakondu. « On peut en vouloir une riche en acides gras oméga-3, une autre riche en lipides pour les biocarburants, ou encore une autre riche en certains ingrédients pour des applications pharmaceutiques. C’est de la photosynthèse industrielle. Le type de microalgue cultivée dans ces tubes n’a aucune importance. »
Impression d'une installation Arborea à grande échelle dans le futur.
Pourquoi les précédentes initiatives liées aux microalgues ont-elles rencontré des difficultés ?
Le secteur des microalgues suscite un vif intérêt scientifique depuis des décennies, malgré le faible nombre d'exploitations à l'échelle commerciale. Chatakondu aborde directement ce constat. Les bassins de culture traditionnels présentent un risque de contamination par des toxines organiques ou des métaux lourds et leur rendement est irrégulier. Les photobioréacteurs tubulaires classiques permettent d'obtenir des produits de qualité, mais leur coût d'investissement est élevé et leur mise à l'échelle est difficile. Les procédés de fermentation nécessitent généralement des gaz sous pression et des infrastructures coûteuses.
« Notre procédé surmonte pratiquement tous ces obstacles », a déclaré Chatakondu. « Il nécessite peu d'investissements, est parfaitement adaptable à grande échelle et entièrement contrôlable. Il n'y a aucun risque de contamination croisée et le contrôle du goût et des qualités nutritionnelles est excellent. »
Arborea estime le coût d'investissement de son système à environ un dixième de celui des photobioréacteurs tubulaires. Ce calcul est crucial. Il modifie le profil de risque pour les grandes entreprises agroalimentaires qui envisagent des accords d'approvisionnement à long terme avec un producteur d'ingrédients novateurs.
Traction commerciale
Arborea a signé des accords d'achat et des accords de développement conjoints rémunérés avec de grandes multinationales agroalimentaires dont elle n'a pas divulgué les noms. Ces collaborations couvrent les secteurs des produits laitiers, des boissons et de l'industrie pharmaceutique. Un partenariat a été rendu public avec AB InBevArborea, le plus grand brasseur mondial, et le Mexique, développent ensemble un projet pilote de BioSolar Leaf au Mexique. Ce projet vise à capter le CO₂ issu du processus de brassage. Il illustre concrètement le modèle de co-implantation qu'Arborea souhaite reproduire : valoriser le CO₂ émis comme déchet industriel dans la production alimentaire et d'ingrédients.
En décembre 2024, Arborée a clôturé un tour de financement de 5 millions d'euros Ce projet, mené par Indico Capital Partners avec la participation de Banco Português de Fomento, a permis de lever environ 9.5 millions de dollars de capital-risque. À cela s'ajoutent 4.5 millions de dollars de subventions, dont un soutien du Conseil européen de l'innovation. Stephan de Moraes, associé gérant d'Indico Capital, a déclaré que le système BioSolar Leaf produit « une quantité de protéines supérieure à celle de toute autre méthode de production alimentaire, y compris l'agriculture et l'élevage ».
Chatakondu a rejoint Arborea début 2024 après plus de trente ans passés à des postes de direction dans l'industrie agroalimentaire. Docteur en chimie de l'Université d'Oxford, il a été séduit autant par le potentiel économique que par l'aspect scientifique : « J'étais fasciné par la science, mais le potentiel de croissance économique d'Arborea était tout aussi convaincant. Cela a suffi à me faire franchir le pas et quitter le monde des multinationales pour rejoindre l'univers des startups. »
Quelques produits d'Arborea.
Passage à l'échelle supérieure et les prochaines étapes
L'usine pilote d'Arborea à Lisbonne a été conçue comme un modèle technico-économique à l'échelle d'une usine commerciale. Sa première usine de grande envergure est en construction au Portugal, sur un terrain au sein d'une oliveraie. Le site est trop dégradé pour la culture des oliviers ; le CO₂ proviendra de la combustion des résidus d'olives. L'usine devrait être opérationnelle en 2026 ou 2027, avec une production annuelle de plusieurs centaines de tonnes d'ingrédients. La majeure partie de la capacité est déjà réservée par des contrats d'achat.
L'expansion à long terme se fera par le biais de coentreprises et de licences technologiques. Arborea n'a pas l'intention de construire et de posséder toutes ses futures installations. Les motivations varient selon les régions. En Asie et dans certaines parties du Moyen-Orient, l'attrait réside dans la sécurité alimentaire sur des territoires aux terres limitées. En Europe, il s'agit de garantir un approvisionnement sans déforestation. En Amérique du Nord, l'accent est mis sur une production contrôlée et des ingrédients exempts de contamination. « Nous voulons démontrer au monde entier la viabilité économique de nos technologies », a déclaré Chatakondu. « Ce sont des avantages économiques et technologiques extrêmement intéressants, mais nous devons le prouver. »
Vérification, échelle et test du Portugal
Arborea décrit son processus de production comme étant à bilan carbone négatif. Selon Chatakondu, les données pilotes confirment cette affirmation : deux tonnes de CO₂ sont converties en une tonne d’ingrédients, l’eau est recyclée sans apport supplémentaire et aucune terre arable n’est nécessaire. Cette affirmation n’a pas encore fait l’objet d’une vérification indépendante. L’entreprise précise qu’une vérification formelle est requise dès que l’installation commerciale est opérationnelle.
La recherche, par l'industrie agroalimentaire, d'une source de protéines qui ne nécessite ni terres ni eau douce et qui séquestre le carbone nécessaire à sa production se poursuit depuis des années sans solution concluante. La solution proposée par Arborea est à ce jour la plus crédible. L'usine portugaise, et la vérification indépendante qui devrait suivre, permettront de confirmer ou d'infirmer cette hypothèse.
EVIDENCE FOR THE PHOTOPROTECTIVE EFFECTS OF VITAMIN E MICHAEL J. FRYE
