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- Structure INRAE Transfert
- TRL (Technology readiness level) 4
- Nom Stéphanie LEMAIRE
- Téléphone 0624038653
- Email stephanie.lemaire@inrae.fr
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- Titre Procédé pour la production de dérivés lipidiques à partir de microalgues cultivées sur effluents de fermentation sombre
- Description Contexte :
La transition énergétique et l’économie circulaire imposent de nouvelles voies de production de molécules biosourcées. Aujourd’hui, les esters gras éthyliques (EEAG), utilisés comme biocarburants ou intermédiaires pour l’oléochimie, proviennent essentiellement de graisses végétales ou animales, en compétition avec l’alimentaire et dépendantes de ressources fossiles pour leur extraction.
Description :
Le projet FermALip propose une approche intégrée de bioraffinerie environnementale, valorisant directement des déchets alimentaires par fermentation sombre, suivie de la culture de microalgues phagotrophes et mixotrophes, et de la conversion enzymatique endogène des lipides en EEAG. Ce procédé combine traitement de déchets, production de biomasse, transformation directe en lipides fonctionnalisés et valorisation de coproduits, réduisant ainsi l’empreinte énergétique et carbone.
Résultats obtenus :
Validation de la faisabilité de cultures de microalgues sur effluents bruts issus de fermentation sombre
Mise en évidence du rôle des microalgues phagotrophes, capables d’exploiter directement les bactéries et composés organiques présents dans les effluents
Démonstration que les lipides de la biomasse humide peuvent être convertis directement en esters éthyliques par les enzymes naturelles des microalgues, en présence d’éthanol peu concentré et sans ajout de catalyseurs externes ni étape de séchage
Confirmation du potentiel d’un procédé intégré, associant traitement de déchets, culture microalgale et valorisation lipidique dans une même chaîne
- Bénéfices Avantages :
Utilisation de déchets organiques non concurrents de l’alimentaire
Procédé simplifié et à faible empreinte énergétique (moins d’étapes, pas de séchage)
Valorisation complète de la biomasse (lipides + coproduits)
Potentiel d’intégration dans les infrastructures existantes (stations d’épuration, sites agro-industriels)
Recyclage interne possible des fractions générées
- Nouveauté Applications potentielles :
Bioénergies : biodiesel à partir des EEAG, biohydrogène issu des résidus glucidiques
Oléochimie : lubrifiants, tensioactifs, solvants verts, biomatériaux
Agro-industrie : fertilisants, biostimulants, alimentation animale
Biotechnologies : extraction de protéines, pigments, antioxydants et molécules bioactives
Type de transfert envisagé :
Contrats de recherche partenariale avec industriels (déchets, bioénergies, bioraffineries)
Licences d’exploitation du brevet en cours de dépôt (non exclusives ou en copropriété avec les partenaires)
Mise en place de démonstrateurs pilotes avec des acteurs industriels
Stade de développement :
TRL 3-4 : preuve de concept validée en laboratoire
Prochaines étapes :
passage en cultures semi-continues en PBR
optimisation des rendements en EEAG
analyses et valorisation des coproduits
bouclage des bilans matière et énergétiques
Objectif : validation pilote TRL 5-6 et montée en échelle vers l’industrialisation
Demande de brevet EP24306127.2
Procédé de production d'ester gras à partir de microalgues
- Mots clés Lipides – Microalgues – Effluents - Fermentation
- Secteurs Chimie, Matériaux & Produits alimentaires Energie & Systèmes électriques Environnement & Construction
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- Titre Sustainable production of fatty acid ethyl esters (FAEEs) and co-products from microalgae cultivated on dark fermentation effluents
- Description Context:
The energy transition and circular economy call for new, sustainable pathways to produce bio-based molecules. Today, fatty acid ethyl esters (FAEEs) – used as biofuels and oleochemical intermediates – are mostly derived from plant or animal fats, competing with food resources and relying on energy-intensive processes.
Description:
The FermALip project introduces an integrated environmental biorefinery concept that converts food waste through dark fermentation, followed by microalgae cultivation and in situ enzymatic conversion of algal lipids into FAEEs. This process combines waste treatment, biomass production, direct transformation of lipids, and co-product valorization, significantly lowering both energy use and carbon footprint.
Results obtained:
Demonstrated the feasibility of cultivating microalgae directly on raw dark fermentation effluents.
Highlighted the key role of phagotrophic microalgae, capable of consuming bacteria and organic compounds present in waste effluents.
Showed that lipids within the wet biomass can be converted directly into FAEEs through the natural enzymatic activity of the microalgae – in the presence of low-concentration ethanol and without external catalysts or drying steps.
Confirmed the potential of an integrated process linking waste fermentation, algal growth, and lipid valorization in a single production chain.
- Bénéfices Advantages:
Uses organic waste as substrate – no competition with food production
Simplified, low-energy process (fewer unit operations, no drying)
Complete biomass valorization (lipids and co-products)
Can be integrated into existing infrastructures (wastewater treatment plants, agro-industrial sites)
Enables internal recycling of process fractions
- Nouveauté Potential applications:
Bioenergy: biodiesel from FAEEs; biohydrogen from recycled carbohydrate fractions
Oleochemistry: lubricants, surfactants, green solvents, biomaterials
Agro-industry: fertilizers, biostimulants, animal feed
Biotechnology: extraction of proteins, pigments, antioxidants, and bioactive compounds.
Transfer opportunities:
Collaborative R&D contracts with industrial partners (waste management, bioenergy, biorefineries)
Licensing opportunities for the patent under filing (non-exclusive or co-ownership agreements)
Development of pilot-scale demonstrators with industrial actors
Development stage:
TRL 3–4: proof of concept validated at laboratory scale
Next steps:
Transition to semi-continuous cultures in photobioreactors (PBR)
Optimization of FAEE yields
Analysis and valorization of co-products
Completion of mass and energy balances
Objective: pilot-scale validation (TRL 5–6) and upscaling toward industrial implementation
Patent application EP24306127.2
Method of producing a fatty ester from microalgae
- Mots clés Lipids – Microalgae – Effluents – Fermentation
- Secteurs Chemicals, Materials & plant-based materials Energy & Electricals Environment & Construction
