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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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