Réussir la transition énergétique grâce aux microbes

Le bois, la paille ou les résidus végétaux sont une ressource renouvelable, bon marché et disponible presque partout. Utilisée de manière durable, cette matière première pourrait venir remplacer les combustibles fossiles dans de nombreux domaines : fabrication de plastiques, de carburants comme le biokérosène ou de produits chimiques organiques.

Mais un défi subsiste : actuellement, on mise surtout sur l’éthanol, produit à l’aide de microbes à partir du sucre des plantes. Cette méthode fonctionne, mais le sucre ne représente qu’une petite partie de la biomasse. De plus, le sucre est un nutriment important. Au vu des famines qui sévissent dans de nombreuses régions du monde, en « consommer » de grandes quantités pour la production industrielle devient une question éthique. La cellulose, la lignine et d’autres composants, bien qu’ils constituent la part principale de la biomasse, restent largement inexploités. « Nous devons réussir à utiliser efficacement le reste de la biomasse végétale. Nous savons déjà comment faire, mais cela implique de nombreuses étapes », explique le chef d’équipe Michael Studer. Avec son postdoc Derek Troiano, il décrit une approche prometteuse dans un article de revue dans Nature Communications : « Au lieu d’utiliser uniquement un microorganisme qui ne peut valoriser que du sucre, on peut exploiter un principe bien connu dans la nature : la division du travail. »

Des équipes microscopiques au lieu d’un cavalier seul

Comment cela fonctionne-t-il ? Différents microbes, chacun spécialisé dans une tâche particulière, sont combinés de manière ciblée : « L’un scinde les composantes végétales non solubles dans l’eau, un autre transforme certains produits intermédiaires, un troisième produit la substance finale souhaitée », explique Derek Troiano. Une équipe de transformation microbienne se met ainsi en place, qui peut accomplir davantage que chaque espèce de microbe séparément.

Quand le high-tech rencontre la biologie

Pour que ces communautés fonctionnent de manière stable, efficace et rentable, il faut, selon les auteurs, beaucoup de recherches et des outils modernes. Dans leur récente publication dans Nature Communications, les deux scientifiques de la HAFL montrent à quel point la recherche a progressé dans ce domaine. Ils présentent les dernières technologies de planification, de contrôle et d’optimisation de ce type de réseaux microbiens, permettant par exemple de stabiliser et de contrôler des consortiums de microbes ou de surveiller les processus en temps réel. De nombreux laboratoires collaborent de par le monde ; lien vers la publication (lien) et vers la contribution LinkedIn (lien).

Ces équipes de microbes nous aideront-elles à nous libérer de notre dépendance aux ressources fossiles ? « Les signaux sont au vert, à condition de continuer à investir dans ce domaine de recherche prometteur », déclare M. Studer.

Les plantes sont plus que de la nourriture : elles constituent aussi une ressource précieuse pour un avenir durable. En apprenant à faire travailler les microbes en équipe, nous pourrions exploiter la biodiversité au niveau moléculaire – pour un monde sans énergies fossiles.