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Article. Une avancée vers la chlorophylle artificielle
Jean-Paul Baquias 20/04/2015

Il s'agit d'un des grands objectifs de la biologie artificielle: compléter la fonction chlorophyllienne naturelle, celle découverte il y a plusieurs milliards d'années par les premières bactéries polysynthétiques, en utilisant des techniques artificielles permettant d'obtenir le même résultat.

En l'espèce il s'agirait d'utiliser l'énergie solaire pour transformer le CO2 produit par l'industrie en différentes molécules organiques. Si ce processus pouvait être réalisé à grande échelle, il permettrait de ne pas polluer l'atmosphère en récupérant une partie du CO2 produit par l'homme et responsable du réchauffement climatique. Par ailleurs il permettrait d'obtenir différents composés chimiques et biochimiques utiles, tels des matières plastiques biodégradables, des combustibles liquides ou des produits pharmaceutiques. Les techniques très vantées de "séquestration du C02 " n'obtiendraient évidemment pas le même résultat.

Un article publié par la revue Nanowire (voir référence ci-dessous) envisage une méthode qualifiée de révolutionnaire. Il s'agirait d'utiliser des réseaux de nanocables semiconducteurs en relation de proximité avec des populations de bactéries courantes (S. ovata, E. coli). Les nanocables récupéreraient l'énergie solaire et transféreraient les électrons aux bactéries. Celles-ci, dopées par cette énergie, réduiraient le CO2 et, en combinant le carbone ainsi obtenu avec de l'eau, produiraient les différents composés organiques recherchés.

C'est une équipe de chercheurs du Laboratoire national Lawrence Berkeley et de l'Université de Californie à Berkeley qui proposent cette méthode Ils ont mis au point ce q'ils nomment une « forêt artificlelle» composée de structures de nanocables de silicium et d'oxyde de titane, analogues selon eux aux chloroplastes des plantes vertes.

Pour pouvoir cependant remplacer de façon économique la fonction chlorophyllienne, et permettre donc de produire des composés organiques de façon entièrement renouvelable, sans faire appel au pétrole et au charbon, il faut obtenir un rendement de conversion de la lumière solaire en produits organiques qui soit suffisante. Aujourd'hui, selon l'étude, cette efficacité a été de 0,38% pendant 200 heures, C'est évidemment insuffisant, compte tenu du coût de réalisation du réseau de nanocables. Les scientifiques estiment pouvoir obtenir de meilleurs résultats en améliorant la technologie.

D'ores et déjà, une seconde génération de convertisseurs permet d'obtenir une efficacite de conversion de l'énergie solaire en énergie chimique de 3%. Un objectif de 10% permettrait d'atteindre la rentabilité. Resterait à mettre au point à grande échelle les équipements permettant de récupérer et traiter le CO2 à la sortie des appareils le produisant.

Quoiqu'il en soit, ces recherches montrent que désormais différentes voies envisageables permettraient d'utiliser, comme le font les plantes, mais d'une façon plus souple, le CO2 produit par l'industrie.

Référence

Chong Liu, Joseph J. Gallagher, Kelsey K. Sakimoto, Eva M. Nichols, Christopher J. Chang, Michelle C. Y. Chang, Peidong Yang. Nanowire–Bacteria Hybrids for Unassisted Solar Carbon Dioxide Fixation to Value-Added Chemicals. Nano Letters (2015). DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b01254.
 


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