La “photosynthèse inverse” : une découverte danoise majeure pour la filière biocarburants et l’industrie chimique

Des chercheurs danois et suédois ont mis au point une méthode révolutionnaire permettant, à partir de biomasse, de produire des biocarburants et d’autres substances chimiques sans émettre de CO₂. La méthode est applicable au secteur industriel et est beaucoup plus rapide que les procédés habituels.

Une nouvelle méthode, déjà qualifiée de “saut technologique”, a été mise au point par des chercheurs de l’Université de Copenhague [1] et de l’Université technologique Chalmers (Suède) [2]. Principalement financées par le Danish Council for Independent Research [3], la “photosynthèse inverse” (reverse photosynthesis) permet de produire des biocarburants ou d’autres substances chimiques à partir de biomasse, sans émission de CO₂ ni de polluants. Les résultats des recherches ont été publiés dans le journal Nature Communication et auront un fort impact dans le secteur industriel où la méthode pourra être appliquée.

La photosynthèse chez les végétaux transforme le CO₂ de l’air et les photons du Soleil en oxygène et en chaines carbonées ; Ces dernières constituent la cellulose des plantes. La nouvelle méthode danoise consiste à casser les chaines carbonées tout en consommant de l’oxygène et des photons afin de produire du méthanol et de l’eau. Aucune molécule de CO₂ n’est produite. Le méthanol peut ensuite être utilisé comme biocarburant ou pour produire du bioéthanol (autre biocarburant), des plastiques, des peintures, des textiles, etc.

Pour déclencher ces réactions, les chercheurs utilisent une enzyme synthétisée par l’ADN de certains champignons, bactéries et virus. Déjà connue du monde scientifique, elle est utilisée par Photosynthèse inverse - Crédits : Flickr Creative Commons

ces organismes pour digérer de la matière organique, comme la cellulose des plantes. Les recherches ont cependant permis de mieux comprendre le cycle de réactions chimiques de ce processus. Grâce à ces nouvelles connaissances, les scientifiques sont parvenus à modifier l’enzyme afin qu’elle permette d’accomplir la “photosynthèse inverse”.

La transformation de biomasse en biocarburants est déjà réalisée par l’industrie chimique, mais au travers de procédés polluants et plus lents. La “photosynthèse inverse” permet en effet d’effectuer la transformation plus de 100 fois plus rapidement : les tests réalisés ont permis de transformer de la biomasse en méthanol en environ 10 minutes contre 24 heures pour les processus habituels. Les réactions s’effectuent également à des températures plus basses et avec une meilleure efficacité énergétique.
Le méthanol est un produit très attractif, utilisé dans l’industrie pétrochimique et à la base de nombreux produits de consommation. Bien que les chercheurs impliqués dans la découverte soient conscients des développements encore nécessaires avant que la “photosynthèse inverse” soit appliquée à très grande échelle, ils la considèrent comme l’une des plus grandes découvertes de ces dernières années dans le domaine.

[1] Equipe pluridisciplinaire rassemblant les départements suivants : Geoscience and Natural Resource Management ; Biology ; Plant and Environmental Sciences ; Chemistry.
[2] Département : Chemical and Biological Engineering
[3] Organisme d’Etat finançant la recherche au Danemark, ayant pour objectif de soutenir les projets d’excellence portés par des chercheurs danois. http://ufm.dk/en/research-and-innovation/councils-and-commissions/the-danish-council-for-independent-research/the-council

Sources :

• “Light-driven oxidation of polysaccharides by photosynthetic pigments and a metalloenzyme”, Cannella, Möllers and al., Nature Communication 7, 04/04/2016, http://www.nature.com/ncomms/2016/160404/ncomms11134/full/ncomms11134.html
• “Biotech breakthrough : Sunlight can be used to produce chemicals and energy”, University of Copenhagen, 04/04/2016, http://www.science.ku.dk/english/press/news/2016/biotech-breakthrough-sunlight-can-be-used-to-produce-chemicals-and-energy
• “Photosynthèse inverse” : une découverte révolutionnaire pour l’industrie propre de demain”, Román Ikonicoff, Science&Vie, 07/04/2016, http://www.science-et-vie.com/2016/04/la-decouverte-de-la-photosynthese-inverse-met-en-emoi-lindustrie-chimique

Auteurs : Alexis David (ad[a]institutfrancais.dk), Nathalie Avallone (na[a]institutfrancais.dk)

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