Une nouvelle méthode de production de carburant par des micro-organismes

Selon des chercheurs de l’Institut de biosciences et biotechnologies d’Aix-Marseille (BIAM), il est possible de produire et récupérer facilement du carburant à partir d’une culture de micro-organismes génétiquement modifiés.

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E Coli hydrocarbures CEA
Source : CEA

Un groupe de chercheurs de l’Institut de biosciences et biotechnologies d’Aix-Marseille (BIAM) a publié le 23 septembre, dans la revue Scientific Reports, un article consacré à un nouveau procédé de production de carburant par des micro-organismes.

Jusqu’à présent, les études scientifiques s’étaient concentrées sur l’extraction des huiles produites naturellement par les micro-algues sous forme d’acides gras. Seul souci : cette méthode nécessite des étapes très couteuses pour extraire les huiles et les transformer chimiquement en carburant.

Or, l’équipe du BIAM a découvert que les micro-algues produisaient aussi de très petites quantités d’hydrocarbures grâce à l’intervention d’une enzyme. Celle-ci est capable, lorsqu’elle est exposée à la lumière (on parle de photoenzyme), de convertir les huiles en hydrocarbures directement utilisables comme carburant. Les chercheurs ont donc cherché à optimiser ce procédé pour augmenter la quantité d’hydrocarbures produite et les rendre facilement récupérables.

Pour cela, ils ont travaillé sur la bactérie intestinale Escherichia Coli (plus connue pour son rôle dans les gastro-entérites), plus facile à manipuler que les micro-algues et qui produit aussi naturellement des acides gras. Ils ont modifié génétiquement la bactérie pour y introduire d’abord un gène de plante de manière à ce qu’elle produise une première enzyme capable de raccourcir les acides gras. Puis, ils ont ajouté le gène de la microalgue permettant la production de la photoenzyme, chargée de convertir les acides gras raccourcis en hydrocarbures encore plus petits. Ces derniers sont volatils : ils se vaporisent et ont tendance à sortir de la bactérie.

Les chercheurs ont cultivé les bactéries modifiées et ont observé qu’elles produisaient de manière continue et en grandes quantités ces hydrocarbures volatils, et ce de manière constante pendant au moins cinq jours. Environ 30 % de cette production peut ensuite être facilement récupéré en dehors de la bactérie sous forme gazeuse. Autre avantage : les hydrocarbures sont obtenus « sous une forme très pure, ce qui limite la production de particules fines lors de la combustion », précise le BIAM.

Schéma du système de culture utilisé pour la photoproduction d'hydrocarbures par les cellules E. coli.
Schéma du système de culture utilisé pour la photoproduction d’hydrocarbures par les cellules E. coli. Source : BIAM

Les chercheurs travaillent désormais à « transférer ce procédé à un micro-organisme photosynthétique (microalgue ou cyanobactérie), c’est-à-dire à un micro-organisme qui ne nécessitera plus d’ajout de sucre dans le milieu de culture, contrairement à E. Coli, mais utilisera le CO2 atmosphérique comme source de carbone. »

Cette méthode présenterait alors une alternative à la production de biocarburants issus de la biomasse, qui mobilise des terres agricoles et entre en compétition directe avec l’alimentation humaine. Les microalgues peuvent en effet être cultivées sur des terres impropres à l’agriculture.