Bactéries et CO2 : Exploiter le pouvoir des bactéries mangeuses de carbone

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  Prévision quantique
• 1 décembre 2022

Résumé des informations

La capacité des algues à absorber le carbone pourrait être l’un des outils les plus précieux pour atténuer le changement climatique. Les scientifiques étudient depuis longtemps ce processus naturel permettant de réduire les émissions de gaz à effet de serre et de créer des biocarburants respectueux de l’environnement. Les implications à long terme de ce développement pourraient inclure une recherche accrue sur les technologies de captage du carbone et l’utilisation de l’intelligence artificielle pour manipuler la croissance des bactéries.

Contexte bactéries et CO2

Il existe plusieurs méthodes pour éliminer le dioxyde de carbone (CO2) de l'air ; cependant, séparer le flux de carbone des autres gaz et polluants est coûteux. La solution la plus durable consiste à cultiver des bactéries, telles que des algues, qui produisent de l'énergie via la photosynthèse en consommant du CO2, de l'eau et de la lumière du soleil. Les scientifiques ont expérimenté des moyens de transformer cette énergie en biocarburants. 

En 2007, CO2 Solutions de la ville de Québec au Canada a créé un type de bactérie E. coli génétiquement modifiée qui produit des enzymes pour manger du carbone et le transformer en bicarbonate, qui est inoffensif. Le catalyseur fait partie d'un système de bioréacteur qui peut être étendu pour capturer les émissions des centrales électriques qui utilisent des combustibles fossiles.

Depuis lors, la technologie et la recherche ont progressé. En 2019, la société américaine Hypergiant Industries a créé le bioréacteur Eos. Le gadget mesure 3 x 3 x 7 pieds (90 x 90 x 210 cm). Il est destiné à être placé en milieu urbain où il capture et séquestre le carbone de l'air tout en produisant des biocarburants propres qui peuvent potentiellement réduire l'empreinte carbone d'un bâtiment. 

Le réacteur utilise des microalgues, une espèce connue sous le nom de Chlorella Vulgaris, et on dit qu'elle absorbe beaucoup plus de CO2 que toute autre plante. Les algues poussent à l'intérieur d'un système de tubes et d'un réservoir à l'intérieur du gadget, rempli d'air et exposé à la lumière artificielle, donnant à la plante ce dont elle a besoin pour pousser et produire des biocarburants pour la collecte. Selon Hypergiant Industries, le bioréacteur Eos est 400 fois plus efficace pour capturer le carbone que les arbres. Cette fonctionnalité est due au logiciel d'apprentissage automatique qui supervise le processus de croissance des algues, y compris la gestion de la lumière, des températures et des niveaux de pH pour un rendement maximal.

Impact perturbateur

Les matériaux industriels, tels que l'acétone et l'isopropanol (IPA), représentent un marché mondial total de plus de 10 milliards de dollars américains. L'acétone et l'isopropanol sont des désinfectants et antiseptiques largement utilisés. C'est la base de l'une des deux formulations de désinfectant recommandées par l'Organisation mondiale de la santé (OMS), qui sont très efficaces contre le SRAS-CoV-2. L'acétone est également un solvant pour de nombreux polymères et fibres synthétiques, l'amincissement de la résine polyester, l'équipement de nettoyage et le dissolvant pour vernis à ongles. En raison de leur production en vrac, ces produits chimiques sont parmi les plus grands émetteurs de carbone.

En 2022, des chercheurs de la Northwestern University dans l'Illinois se sont associés à la société de recyclage du carbone Lanza Tech pour voir comment les bactéries peuvent décomposer les déchets de CO2 et les transformer en produits chimiques industriels précieux. Les chercheurs ont utilisé des outils de biologie synthétique pour reprogrammer une bactérie, Clostridium autoethanogenum (initialement conçue à LanzaTech), afin de fabriquer de l'acétone et de l'IPA de manière plus durable via la fermentation gazeuse.

Cette technologie élimine les gaz à effet de serre de l'atmosphère et n'utilise pas de combustibles fossiles pour créer des produits chimiques. L'analyse du cycle de vie de l'équipe a montré que la plate-forme à bilan carbone négatif, si elle est adoptée à grande échelle, a le potentiel de réduire les émissions de gaz à effet de serre de 160 % par rapport à d'autres méthodes. Les équipes de recherche s'attendent à ce que les souches développées et la technique de fermentation puissent évoluer. Les scientifiques pourraient également utiliser le processus pour formuler des procédures plus rapides pour créer d'autres produits chimiques essentiels.

Implications des bactéries et du CO2

Les implications plus larges de l'utilisation de bactéries pour capturer le CO2 peuvent inclure : 

• Des entreprises de diverses industries lourdes font appel à des entreprises de biosciences pour concevoir des algues qui peuvent être spécialisées pour consommer et convertir les déchets chimiques et les matériaux spécifiques des usines de production, à la fois pour réduire la production de CO2/pollution et pour créer des sous-produits de déchets rentables. 
• Plus de recherche et de financement pour des solutions naturelles pour capturer les émissions de carbone.
• Certaines entreprises manufacturières s'associent à des entreprises technologiques de capture du carbone pour passer aux technologies vertes et percevoir des remises sur la taxe carbone.
• Plus de startups et d'organisations se concentrant sur la séquestration du carbone par des processus biologiques, y compris la fertilisation par le fer des océans et le reboisement.
• L'utilisation de technologies d'apprentissage automatique pour rationaliser la croissance des bactéries et optimiser le rendement.
• Les gouvernements s'associent à des instituts de recherche pour trouver d'autres bactéries capturant le carbone afin de respecter leurs engagements nets zéro d'ici 2050.

Questions à considérer

• Quels sont les autres avantages potentiels de l'utilisation de solutions naturelles pour lutter contre les émissions de carbone ?
• Comment votre pays traite-t-il ses émissions de carbone ?