Comment concentrer et séparer des micro-algues en combinant lumière et écoulement

5 avril 2013

Certaines micro-algues sont capables de nager pour se diriger vers une source lumineuse. En combinant cette propriété avec l’écoulement d’un fluide dans un tube, des physiciens du Laboratoire Interdisciplinaire de Physique - LIPhy (CNRS / Université Joseph Fourier Grenoble 1) ont réussi à concentrer une suspension de micro-algues (Chlamydomonas Reinhardtii) au centre du tube. Dans ce travail, les chercheurs montrent comment le couplage entre l’écoulement d’une part et l’orientation des micro-nageurs guidés par la lumière d’autre part, conduit à la concentration de la population de micro-algues au centre du tube. Le phénomène est réversible, lorsque la lumière est éteinte, les micro-nageurs sont alors re-dispersés dans le liquide.

Ces travaux, publiés dans la revue Physical Review Letters, ouvrent des pistes dans divers domaines, par exemple l’industrie des biocarburants de troisième génération où les processus de concentration et de séparation de micro-organismes comme ces algues constituent un obstacle majeur pour obtenir de meilleurs rendements. Les micro-algues sont aussi utilisées comme bio-détecteurs car les effets de la lumière sur leurs déplacements sont très sensibles aux traces de polluants. La concentration par la lumière implique des milliers de micro-organismes : elle peut donc aider à améliorer l’efficacité des diagnostics avec une mesure statistique très robuste effectuée sur l’ensemble de la suspension de micro-nageurs.

: Trajectoires (obtenues par superposition de 10 images)
a) Sans lumière : les micro-algues sont transportées par l’écoulement.
b) En présence d’illumination par une extrémité du canal, les algues migrent vers le centre.

En savoir plus

Light control of the flow of phototactic microswimmer suspensions , X. Garcia¹, S. Rafaï¹ et P. Peyla¹. Physical Review Letters, vol. 110 Issue 13, 28 mars 2013.