Une équipe de chercheurs du CEA, du CNRS et d’Aix-Marseille Université vient de franchir une étape extrêmement prometteuse dans la quête de carburants durables en démontrant qu’il était possible de fabriquer de l’heptane, un composant essentiel des carburants, uniquement grâce à des bactéries et à de la lumière bleue.
Le résultat, publié le 1er septembre dans le Biofuel Research Journal, ouvre la voie à de nouvelles solutions pour la chimie « verte » et le développement de carburants alternatifs durables, notamment pour l’aéronautique, un enjeu d’avenir majeur.
Un « interrupteur biologique » révolutionnaire
L’heptane est en effet une molécule très utilisée, que l’on retrouve dans les carburants, donc, en particulier ceux destinés à l’aviation, mais aussi comme solvant dans l’industrie. Problème : il est aujourd’hui produit uniquement à partir du pétrole, avec toutes les incidences que l’on devine en termes à la fois environnementaux et économiques.
Dans les laboratoires de l’Institut de biosciences et de biotechnologies d’Aix-Marseille (Biam), à Cadarache, les chercheurs ont conçu un système étonnant : deux bactéries travaillent ensemble. Une première fabrique un précurseur, l’acide octanoïque, qu’une seconde transforme en heptane grâce à une enzyme particulière, appelée FAP (pour Fatty Acid Photodecarboxylase). Son secret ? Elle fonctionne uniquement lorsqu’elle est activée par la lumière bleue.
Autrement dit, c’est comme si les scientifiques avaient inventé un interrupteur biologique : dès que la lumière bleue est allumée, la production démarre. Testé en photobioréacteur, ce système a permis d’obtenir des performances record.
Des performances inédites
Pour améliorer le rendement, l’équipe a ainsi combiné plusieurs astuces : en fusionnant l’enzyme FAP avec une autre protéine, ils ont multiplié par 12 la production ; en répartissant le travail sur deux bactéries différentes, ils ont encore multiplié par 14 le résultat. Résultat : un système capable de produire de l’heptane pur, sans une goutte de pétrole, et plus facilement utilisable que d’autres carburants biosourcés, un atout essentiel pour envisager un futur passage d’échelle.
Mieux : le procédé, qui évite par ailleurs le recours à des inducteurs chimiques coûteux, réduit considérablement l’empreinte carbone, puisque le système capte directement le CO₂ présent dans l’atmosphère.
Du carburant SAF pour le transport aérien ?
Ses applications pourraient aller des solvants « verts » aux carburants alternatifs durables, notamment les SAF (Sustainable Aviation Fuels), aujourd’hui au cœur des débats sur la décarbonation du transport aérien. « Le système que nous avons conçu est stable et reproductible sur plusieurs jours, ce qui est crucial si l’on veut un jour passer à l’échelle industrielle », expliquent les chercheurs.
De fait, les équipes travaillent déjà sur de nouvelles pistes : optimisation de la lumière, amélioration de la robustesse de la FAP par évolution dirigée, ou encore intégration directe du système dans le génome des bactéries pour simplifier le procédé.
Un projet ancré à Aix-Marseille
Avec ses 80 000 étudiants, ses 121 laboratoires et un positionnement affirmé sur l’innovation, Aix-Marseille Université, classée dans le Top 5 des universités françaises au classement de Shanghai, confirme ici son rôle moteur dans la recherche internationale. Le projet illustre également la synergie entre grands organismes nationaux – CEA, CNRS – et université, au service cette fois d’une chimie plus respectueuse de l’environnement.
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