Intégration de la culture en continu de microalgues en écloserie commerciale de mollusques

par Julie Marchetti

Thèse de doctorat en Océanologie biologique

Sous la direction de René Robert et de Gaël Bougaran.

Soutenue en 2011

à Brest .

mots clés

• Microalgues
• Culture continu
• Écloserie
• Optimum croissance
• Isochrysis
• Limitation N et P
• Lumière bleue
• Métabolisme
• Microalgues benthiques -- Cultures
• Algues marines -- Cultures
• Conchyliculture

Résumé

En aquaculture et plus particulièrement en écloserie de mollusques, la culture des microalgues, et notamment d’lsochrysis affinis galbana (T-Iso), est une tâche essentielle pour la nutrition des stades larvaires. Grâce à la culture en continu, il semble possible aujourd’hui de fournir aux écloseries une production stable en quantité et en qualité à moindre coût. Dans cette optique et dans un premier temps, les possibilités d’optimisation de la production quantitative de T-Iso en culture continue ont été étudiées, à travers le contrôle des conditions environnementales. Un plan d’expérience a permis de révéler des interactions significatives entre température et pH, d’une part et pH et éclairement, d’autre part et de proposer, comme valeurs combinées optimales pour la croissance, une température de 30°C , un pH de 6. 8 et un éclairement de 780 µmol photon m-2 s-1. En parallèle, l’efficacité de I lumière pour la croissance a été calculée sur la base d’expériences en turbidostat à faible densité cellulaire et montre une valeur optimale bien inférieure aux valeurs de saturation de la croissance par la lumière. Enfin, les besoins nutritifs azotés et phosphorés de T-Iso, relatif et absolus, ont été établis en fonction du taux de dilution par l’intermédiaire du ratio critique RC et du taux d’absorption de chaque nutriment par les cellules, respectivement. Dans un deuxième temps, les possibilités d’orientation métabolique offertes par la production stabilisée de T-Iso en culture continue ont été évaluées, d’une part dans le cas de limitations nutritives et, d’autre part, dans le cas d’une modification de la qualité spectrale de la lumière.

Titre traduit

Continuous microalgal culture integration in a commercial shellfish hatchery

Résumé

In aquaculture, especially for bivalves hatcheries, culture of Isochrysis affinis galbana (T-Iso) is a key issue for larvae feeding. Continuous culture provides a means for cheaper, quantitatively and qualitatively stable production of microalgae in bivalves hatcheries. In a first attempt, optimal culture conditions for the continuous culture of Isochrysis affinis galbana were investigated by assessing the effect of irradiance, temperature, ph and nitrogen and phosphorus limitation. Results of an experimental design revealed significant interactions between pH and irradiance on the one hand, and temperature and pH on the other hand and showed that the highest growth rate was achieved under 780 µmol photon m-2 s-1 for irradiance, 30°C for temperature and 6. 8 for pH. The growth rate-irradiance relationship was investigated in turbidostat for optically clear cultures, and irradiance efficiency for growth rate was shown to be maximal at irradiance much lower than saturation irradiance. Additionally, absolute and relative requirements for nitrogen and phosphorus were assessed as a function of dilution rate under nutrient limitation. Secondly, metabolic orientation of T-Iso in stable continuous cultures was evaluated in relation with limited nutrient supplies, on the one hand, and in relation with spectral quality of light, on the other hand. Severe nitrogen and phosphorus limitations increased storage of energetic cellular compounds (carbohydrates, neutral lipids) while weaker nitrogen and phosphorus limitations rather increased structural compounds (polar lipids).