Un bioprocédé transforme le méthane en matériau écologique
Les matériaux d’emballage fabriqués à partir de polymères pétrochimiques sont extrêmement difficiles à éliminer de l’environnement. «Selon le type de polymère, la décomposition peut prendre des dizaines, des centaines, voire des milliers d’années», note Pawel Stepniewski, membre du projet Methanotrophy, de Microbic en Pologne.
Pour y répondre, l’industrie s’est intéressée au potentiel d’utilisation des biopolymères d’origine naturelle. Contrairement aux produits synthétiques, ils peuvent être facilement décomposés par les micro-organismes du sol en composés inoffensifs tels que le dioxyde de carbone et l’eau.
Un exemple intéressant est le poly-3-hydroxybutyrate (PHB), qui a déjà trouvé une large application dans l’industrie, la médecine et la pharmacie.
Transformer le méthane en produits écologiques de haute qualité.
Le projet Methanotrophy, financé par l’UE, visait à commercialiser une technique innovante qui permettrait de transformer le méthane des déchets en produits écologiques de haute qualité, dont le PHB. Sur une échelle de 100 ans, le méthane a un potentiel de réchauffement global 28 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone et il est 84 fois plus puissant sur une échelle de 20 ans.
Au cœur de cette biotechnologie se trouvent les méthanotrophes, des bactéries qui utilisent le méthane comme principale source de carbone et d’énergie. «Une caractéristique importante qui distingue les méthanotrophes des autres bactéries est leur capacité à oxyder le méthane en méthanol en tant que produit intermédiaire», explique Pawel Stepniewski.
«Un certain nombre d’études se sont intéressées à ces bactéries en raison de leur potentiel à extraire le méthane. Nos recherches sur les bactéries méthanotrophes, menées depuis plusieurs années, ont abouti à de nouveaux résultats sur leur activité.»
Plus précisément, le projet Methanotrophy visait à déterminer si certaines cultures de bactéries méthanotrophes pouvaient servir de biofiltres capables d’absorber le méthane et de produire du PHB à l’échelle industrielle. Cette solution permettrait de réduire les émissions de méthane et de produire une matière première précieuse et biodégradable.
«Ce projet entendait soutenir la recherche à long terme de Zofia Stepniewska, cofondatrice de Microbic, et valider la technologie et le modèle commercial sur lesquels nous travaillons», explique Pawel Stepniewski. «Il nous a également aidés à construire un bioréacteur pour les bactéries méthanotrophes afin de produire, par exemple, du PHB.»
Culture réussie de bactéries méthanotrophes.
L’achat d’un bioréacteur a permis à l’équipe du projet de cultiver des bactéries méthanotrophes et de contrôler les conditions de production. Les essais de culture de bactéries méthanotrophes dans un bioréacteur ont considérablement amélioré les connaissances sur la manière de produire efficacement du PHB, ainsi que sur les types de bactéries méthanotrophes à collecter.
«Nous avons constaté que les bactéries méthanotrophes se multiplient bien dans des conditions données et qu’elles absorbent efficacement le méthane», ajoute Pawel Stepniewski. «Ce travail a été réalisé grâce aux fonds obtenus et à la qualité des recherches que nous avons pu mener.»
L’équipe a également analysé les besoins des clients potentiels en matière de PHB, les technologies de production disponibles et la taille du marché. Des plans d’affaires ont été élaborés afin de poursuivre le développement de l’entreprise dérivée et prendre des mesures en vue d’une éventuelle commercialisation.
De potentielles applications médicales et technologiques.
Les prochaines étapes consisteront à optimiser l’extraction du PHB obtenu, ainsi que sa granulation. Ces étapes seront déterminantes pour la mise sur le marché de la technique.
«Nous avons montré que les bactéries méthanotrophes peuvent être utilisées pour gérer le méthane des déchets», note Pawel Stepniewski.
«Toutefois, la rentabilité de cette méthode nécessitera encore plusieurs étapes de recherche. Nous devons prendre en compte la valeur environnementale des bioplastiques tels que le PHB ainsi que leur biodégradabilité, et examiner plus en profondeur les potentielles applications médicales et technologiques.»
Source: METHANE MANAGEMENT USING METHANOTROPHIC BACTERIA - Résultats de la recherche de l'UE.