Imaginez une cafetière à capsules sans capsules. Plus besoin d’aluminium ou de plastique, les dosettes de café moulu seraient enrobées d’une fine membrane végétale et biodégradable. Imaginez encore des gorgées d’eau que l’on pourrait manipuler et glisser dans ses poches. Il suffirait d’ingurgiter ces petits sacs de liquide translucides et comestibles pour se désaltérer. Futuriste ? En réalité, tout cela existe déjà, à petite échelle, grâce à une molécule méconnue du grand public et pourtant omniprésente dans notre quotidien : l’alginate.

Tirée des algues brunes, qui vivent au large des régions tempérées et polaires, la molécule est exploitée depuis près d’un siècle pour ses propriétés gélifiantes ou épaississantes. On la retrouve dans nos pâtes de dentifrice, nos yaourts ou crèmes glacées, dans nos moulages d’empreintes dentaires, nos masques de beauté ou nos médicaments. Et parce qu’elle est biosourcée et biodégradable, l’alginate a le vent en poupe. Elle rencontre un succès croissant auprès des industriels à la recherche d’alternative aux produits pétrochimiques. Elle est aussi au cœur d’une multitude de publications scientifiques, qui explorent ses potentiels en agroalimentaire ou en pharmaceutique. Car elle est loin d’avoir livré tous ses secrets.

Sous un soleil radieux de printemps, Daniel Glidic regagne le petit port de Roscoff, sur la côte nord du Finistère. Son bateau de 9 mètres, dont le bleu vif brille entre ciel et mer, est chargé ras la gueule d’algues brunes. Dix tonnes environ. A cette saison, ce sont des Laminaria hyperborea. Leur silhouette peut ressembler à une plante ; il n’y a pourtant ni feuilles, ni tige, ni racines. A la place, on distingue de longues lames plates (d’où le surnom de « laminaires »), un stipe (qui fait office de tige) épais et rugueux, puis des crampons qui s’agrippent dans les fonds marins jusqu’à 35 mètres. L’algue, qui pousse naturellement près des côtes bretonnes, n’a pas besoin de puiser les éléments nutritifs dans le sol, puisqu’elle a tout à disposition dans l’eau. En mai, la pêche de Laminaria hyperborea cédera la place à celle de Laminaria digitata, que l’on reconnaît à son stipe plus fin, flexible et court, et qui s’épanouit jusqu’à 7 mètres de profondeur.

Une profession sans relève

La France ne compte plus que 30 goémoniers en Bretagne, ces pêcheurs spécialisés dans la collecte des algues marines, dont trois à Roscoff, tous des Glidic. Une profession qui se transmettait de père en fils, mais il n’y a plus de relève. Les jeunes ont opté pour d’autres métiers. « Tant mieux, c’est devenu trop difficile !, soufflent en chœur Daniel et son cousin Jean-Marie. On fait des heures, des heures, des heures… Et le week-end, on le consacre à la mécanique, car il y a toujours quelque chose à réparer ! »

« Le Mercure », goémonier de Daniel Glidic, arrive au port de Roscoff (Finistère) avec sa cargaison d’algues « Laminaria hyperborea », le 16 avril 2026. FLORENCE JOUBERT POUR « LE MONDE »
Difficile néanmoins de raccrocher. Les deux retraités sont partis ce matin au large vers 8 heures, ont ratissé les fonds avec leur peigne métallique, puis ont dû attendre une marée favorable pour regagner le port avec leur cargaison. Il est 17 heures passées quand la grue entame le déchargement, directement sur le quai, dans un camion destiné aux usines de transformation. Les algues dansent par pelletées dans le ciel. Certaines glissent et se tortillent tels des élastiques sur le bitume. Elles laissent les doigts qui les ramassent poisseux. Elles dégoulinent d’alginate.

La molécule, qui représente plus 30 % de la matière sèche de l’algue, est un polysaccharide, un sucre complexe. « Un collier de perles », disent joliment les scientifiques. Une enfilade de plusieurs (« poly ») sucres simples (« saccharides »). En l’occurrence, un collier d’alginate ne comporte que deux types de perles, disons deux couleurs : de l’acide mannuronique (M) et de l’acide guluronique (G). Plus il est riche en enfilades de perles M, plus il confère de la flexibilité et des propriétés épaississantes. Plus les enfilades de perles G dominent, plus elles apportent de la rigidité et un caractère gélifiant. Les secondes sont les plus convoitées par les industriels.

« La plus forte biodiversité d’Europe »

Les polysaccharides sont parmi les macromolécules les plus abondantes sur Terre et dans les océans. Ils aident à structurer la paroi des végétaux, à stocker de l’énergie et peuvent être impliqués dans des mécanismes de reconnaissance des pathogènes. « Chez les algues brunes, ces sucres complexes permettent notamment de résister aux courants et de retenir l’eau au moment des marées basses », précise Catherine Leblanc, de son bureau avec vue sur les flots. La directrice de recherche au CNRS pilote l’un des deux laboratoires de la Station biologique de Roscoff, haut lieu de la recherche sur les algues, qui a fêté son cent-cinquantième anniversaire en 2022 et compte plus de 200 scientifiques. C’est là que le premier génome d’une algue brune a été séquencé, un travail publié en 2010 par Mark Cock et ses collègues dans la revue Nature.

Il faut dire que la station, les pieds dans l’eau, bénéficie d’un environnement privilégié. « La baie de Roscoff compte environ 600 espèces de grandes algues marines, c’est la plus forte biodiversité d’Europe, souligne son collègue biologiste marin Philippe Potin, grand spécialiste des macroalgues. Pour donner un ordre de grandeur, on a décrit à ce jour 12 000 espèces sur la planète et on estime qu’il y en a sûrement encore autant à découvrir. »

Robert Larocque, lui, a quitté le Québec en 2012 pour rejoindre la station en tant qu’assistant de recherche. « Il n’y a pas d’équivalent dans le monde, j’ai trouvé une perle ! » Sur les plages ou près des côtes, elles sont là, en effet, toutes à disposition, les algues vertes, rouges ou brunes. « On les amalgame souvent, alors que ce sont trois groupes qui n’ont rien à voir. En termes d’évolution, les algues brunes sont aussi loin des algues vertes que les bactéries peuvent l’être des souris ! » Elles sont également les plus éloignées des autres algues. Et les seules à produire de l’alginate.

Principe de la « boîte à œufs »

Ce collier n’est pas une simple coquetterie. Pour l’organisme vivant, sa couleur est d’importance. Elle lui permet de survivre aux aléas de son environnement. « Quand il y a une dizaine de perles G à la suite, la molécule d’alginate piège très fortement le calcium puisé dans l’eau de mer. C’est cela qui permet la prise en gel. Le calcium établit des liaisons ioniques et renforce les liens entre les perles », décrypte Bernard Kloareg, ancien directeur de la station de Roscoff et professeur émérite à Sorbonne Université, qui a consacré sa carrière à ces végétaux marins.

Les Laminaria s’adaptent ainsi en modulant la couleur de leurs perles selon les besoins. « Elles savent passer du M au G pour contrôler les forces de cohésion de leur matrice extracellulaire. Quand il y a beaucoup de vagues par exemple, les crampons et les stipes ont une teneur d’acide guluronique plus importante », reprend Bernard Kloareg. Les scientifiques parlent de « boîte à œufs », où les colliers d’alginate dessineraient le pourtour des alvéoles et où le calcium, piégé dans les sinuosités des colliers, serait les œufs. On comprend dès lors qu’extraire l’alginate au milieu de ces molécules solidement enchevêtrées les unes aux autres n’est pas aisé.

A l’usine JRS Marine Products de Landerneau, près de Brest (Finistère), les camions déchargent leurs tonnes d’algues fraîches. Avec le rachat, en 2023, de l’usine Algaia à Lannilis, un peu plus au nord, c’est l’un des deux sites de production du groupe allemand J. Rettenmaier & Söhne (JRS), spécialiste de la transformation des fibres. « Nous produisons 2 000 à 3 000 tonnes d’alginate, déclare Arnaud Delafon, qui dirige les deux usines. Le marché est très fluctuant, mais il s’élève à environ 60 000 tonnes d’alginate au niveau mondial. La Chine est le premier producteur, la Norvège le second. Nous sommes à égalité avec le Japon, en troisième position. »

Charlotte et casque sur la tête, surchaussures, surblouse. Une fois tout le monde équipé, François De Borggraef, ingénieur en génie des procédés et vulgarisateur passionné, fait zigzaguer le visiteur entre les cuves. Le procédé d’extraction est drastique. On tranche Laminaria hyperborea, pour séparer le stipe, fort en perles G, des lames, dotées de perles M. Chacun produira différents types d’alginate. On broie l’algue et on la plonge dans un bain acidifié. L’alginate devient de l’acide alginique, qui ne fixe plus le calcium, les liens se desserrent. Puis la molécule macère dans un milieu alcalin, où elle devient de l’alginate de sodium, soluble dans l’eau. Enfin, retour dans un bain d’acide qui entraîne la précipitation des flocules d’acide alginique. Une mousse cotonneuse remonte à la surface. Elle est pressée, essorée, séchée, tamisée. On obtiendrait une poudre teintée si, au cours du processus, on n’arrosait pas la molécule d’eau de Javel pour satisfaire des clients qui tiennent à un produit plus clair.

« Dans le monde, la principale application de l’alginate est l’impression textile. On la mélange avec l’encre pour augmenter la viscosité, détaille Fabien Canivet, responsable du développement commercial au centre de recherche et développement d’Algaia à Saint-Lô. Puis viennent les applications alimentaires, pour ses propriétés gélifiantes ou épaississantes. » A l’image de l’agar-agar, dérivé des algues rouges, ou de la pectine, produite à partir des pommes, des coings et des agrumes, plus connus des particuliers. Les additifs alimentaires produits, notés d’E400 (acide alginique) à E404 (alginate de calcium), sont autorisés dans l’Union européenne.

Lors d’une étude de 2017, un groupe d’experts de l’Autorité européenne de sécurité des aliments a conclu qu’il n’existait « aucun problème de sécurité » pour les utilisations déclarées de l’acide alginique et de ses sels (E 400-E 404) en tant qu’additifs alimentaires. En 2018, même conclusion pour l’alginate de propylène glycol (E405).

« Ces additifs font toutefois partie des marqueurs de l’ultratransformation des aliments, remarque avec prudence Mathilde Touvier, directrice de l’équipe de recherche en épidémiologie nutritionnelle à l’Institut national de la santé et de la recherche médicale. Sur une population de plus de 100 000 personnes, la cohorte de NutriNet-Santé sur laquelle on travaille, seuls 15 % consomment ces additifs. Nous n’avons vu aucune association avec des risques de diabète, de maladies cardio-vasculaires ou de cancer, contrairement aux carraghénanes, agents de texture extraits des algues rouges et consommés par 78 % de la cohorte. Cela ne veut pas dire qu’ils sont sûrs pour la santé, car l’échantillon est très restreint, mais nous n’avons pas détecté de signaux alarmants. »

Il est impossible de citer toutes les applications de l’alginate, en pharmaceutique, en cosmétique ou en agroalimentaire. Dans le Gaviscon, la molécule forme un gel visqueux dans l’estomac et bloque les reflux gastriques. Dans les pansements Coalgan, elle freine l’écoulement du sang et aide à la cicatrisation. A l’avenir, elle pourrait encapsuler davantage de médicaments ou aider à reconstituer des organes en impression 3D. En Suisse, le groupe Migros en a fait des capsules de café invisibles, baptisées CoffeeB. A Londres, Notpla développe des emballages alimentaires, biodégradables et même comestibles, telles les bulles d’eau Ooho. Le Français Pierre-Yves Paslier, qui a cofondé la start-up, a pour ambition de réduire l’empreinte du plastique à travers le monde, alors que l’inquiétude grandit face à l’impact environnemental et sanitaire des microplastiques.

« Procédé plus écoresponsable et plus efficace »

Avec une telle palette d’utilisation, on pourrait croire qu’on a fait le tour de l’alginate. Il n’en est rien. Et pour le comprendre, il faut revenir au long collier de perles. Plongé dans les bains d’acides, il est soumis à rude épreuve, brisé en mille morceaux de manière aléatoire. On a longtemps manqué d’outils pour une approche plus fine. « Les polysaccharides d’algues ont une structure chimique totalement différente des polysaccharides des plantes terrestres, détaille Gurvan Michel, biochimiste à la Station biologique de Roscoff. Cela signifie que les outils développés pour les plantes sont inactifs sur les algues. Il y a encore quarante ans, nous n’avions quasiment rien pour travailler sur ces polymères. »

Les scientifiques se sont alors tournés vers les bactéries marines qui vivent à la surface des végétaux marins. « Les algues accumulent du carbone dans leurs tissus grâce à la photosynthèse, notamment sous forme de sucres. Certains herbivores, comme les oursins, peuvent manger des algues, mais ce sont les bactéries qui, en les dégradant, rendent la majeure partie de ce carbone accessible à l’écosystème », explique le microbiologiste François Thomas, également basé à la station. Et pour ce faire, certaines bactéries marines disposent d’enzymes, des protéines capables de couper à leur guise le collier d’alginate. « La bactérie Zobellia galactanivorans, isolée à Roscoff dans les années 1990, a un arsenal enzymatique qui lui permet de dégrader entièrement ce polysaccharide. »

Concrètement, on identifie les gènes qui permettent à la bactérie de produire l’enzyme souhaitée, puis on les implante dans une bactérie qui sert d’« usine » à protéines. On obtient ainsi une collection de « ciseaux moléculaires », qui ne s’attaquent qu’à une partie très spécifique. « Ces enzymes sont des outils que la nature a fait évoluer pour obtenir une réaction bien précise, analyse Gurvan Michel. Elles fonctionnent dans l’eau, à température ambiante. C’est un procédé plus écoresponsable et plus efficace que les méthodes chimiques, polluantes et énergivores, qui coupent au petit bonheur la chance dans les chaînes. » « Peut-être qu’un jour les enzymes pourront permettre de produire de l’alginate en utilisant moins de solvants », suggère pour sa part François Thomas.

En se penchant vers les bactéries marines, Gurvan Michel a fait une autre découverte. En 2006, dans les eaux de la station d’épuration de l’usine de Landerneau, il rencontre Mariniflexile fucanivorans. Ses enzymes sont capables de découper un autre polysaccharide des algues brunes, le fucane. « Cette fois, c’est un collier avec 25 ou 30 couleurs de perles et qui possède de multiples ramifications ! », s’exclame Robert Larocque. La molécule, moins présente dans les algues que l’alginate, et très peu exploitée, présente toutefois un intérêt majeur. « C’est un polysaccharide sulfaté, qui ressemble furieusement aux polysaccharides que nous, animaux, humains, avons dans notre matrice extracellulaire, révèle Gurvan Michel. A l’image de l’héparine, largement utilisée pour ses multiples propriétés : anticoagulante, cicatrisante, anti-inflammatoire. Les polysaccharides sulfatés des algues brunes sont donc des “biomimétiques” des polysaccharides des animaux : ils peuvent agir de façon extrêmement intéressante sur les cellules humaines et animales. »

Des qualités qui varient

Mais allez trouver une paire de ciseaux dans la botte d’une bactérie : c’est cibler une seule protéine, quand l’organisme en produit en moyenne 5 000. Alors Gurvan Michel a coordonné le séquençage de Mariniflexile fucanivorans, identifié une vingtaine de gènes liés à cette activité enzymatique qu’il a testés tour à tour en les clonant dans d’autres bactéries. Les détails font l’objet d’un article scientifique en cours de rédaction. Quant au trio Bernard Kloareg, Robert Larocque et Gurvan Michel, il a fondé, en 2021, la start-up AberActives pour explorer les applications des fucanes et des oligosaccharides, ces petits morceaux d’alginate finement découpés par les enzymes. La biotech a annoncé, fin 2025, avoir levé 1 million d’euros.

A Roscoff, les chants des goélands se mêlent au brouhaha des terrasses. L’heure dorée sonne la fin des activités et le rush au populaire Café Ty Pierre. Daniel Glidic lave à grandes eaux la cale vide de son bateau. Il n’est pas sûr de repartir dans les prochains jours. Le goémonier est souvent coincé à quai, au gré d’une météo capricieuse, mais surtout d’un nombre de jours de pêche autorisé proportionnel à l’état de la ressource. Or, les forêts d’algues brunes régressent et sont menacées un peu partout dans le monde. « L’alginate devient une denrée rare sur le marché mondial », alerte Finn Lillelund Aachmann, professeur à l’université norvégienne de sciences et de technologie, directeur de la plateforme norvégienne de bioraffinerie d’algues.

Les goémoniers « Mercure » (en bleu) et « Eliani » (en noir) sur le quai de déchargement, dans le port de Roscoff (Finistère), le 16 avril 2026. FLORENCE JOUBERT POUR « LE MONDE »
Alors l’équipe de Finn Lillelund Aachmann explore une autre piste : mimer les performances des algues et jouer avec les perles du collier d’alginate. « Toutes les algues brunes ne produisent pas un polysaccharide de la même qualité, précise le biologiste Philippe Potin. Les meilleures sont les algues sauvages, qui l’accumulent sur plusieurs années. » Les colliers des algues d’élevage, telles Saccharina latissima et Alaria esculenta cultivées en Norvège et en France, sont par conséquent bien moins prisés. Mais cela pourrait changer si on parvenait à leur ajouter des perles G.

Par chance, l’acide mannuronique et l’acide guluronique sont des épimères, les deux molécules ne diffèrent que par l’orientation d’un atome de carbone. Les scientifiques norvégiens ont donc réussi, grâce à une enzyme déjà connue, à modifier cette orientation en laboratoire. Et à changer, par la même occasion, la couleur des perles des algues cultivées. « Les résultats de cette étude sont encourageants. A l’avenir, l’alginate norvégien pourrait également provenir des algues cultivées », déclare Finn Lillelund Aachmann. Reste à maîtriser, à grande échelle et à bas coût, cet art de transformer en or des polysaccharides de moindre qualité. « Le Graal », souligne Philippe Potin. Ou, peut-être, la perle rare ?

Source : Le Monde