Un bioprocédé transforme le méthane en matériau écologique
Les matériaux d’emballage fabriqués à partir de polymères pétrochimiques sont 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. En réponse, l’industrie a examiné le potentiel d’utilisation des biopolymères d’origine naturelle. Contrairement aux produits synthétiques, ils peuvent être facilement dégradés par les micro-organismes présents dans le sol et se décomposer en composés tels que le dioxyde de carbone et l’eau. Un exemple intéressant est le poly-3-hydroxybutyrate (PHB), un biopolymère qui a déjà trouvé une large application dans l’industrie, la médecine et les produits pharmaceutiques.
Transformer le méthane en produits écologiques de haute qualité
Le projet Methanotrophy, financé par l’UE et l’industrie, visait à commercialiser une technique innovante permettant de transformer les déchets de méthane 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 84 fois supérieur 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 d’extraction du 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 entendait déterminer si certaines cultures de bactéries méthanotrophes pouvaient être utilisées comme biofiltres capables d’absorber le méthane et de produire du PHB à l’échelle industrielle. Cette solution pourrait contribuer à réduire les émissions de méthane et à produire une matière première précieuse et biodégradable. «Ce projet visait à soutenir les recherches à long terme de Zofia Stepniewska, cofondatrice de Microbic, et à 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.»
Cultiver des bactéries méthanotrophes avec succès
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 les 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 pour poursuivre le développement de l’entreprise dérivée et prendre des mesures en vue de sa commercialisation. Le projet a été financé par le programme Women TechEU, qui soutient les jeunes entreprises de haute technologie dirigées par des femmes.
Des applications potentielles en médecine et en technologie
Il s’agira par la suite d’optimiser l’extraction et la granulation du PHB. Ces étapes seront déterminantes pour commercialiser cette technique. «Nous avons montré que les bactéries méthanotrophes peuvent être utilisées pour gérer les déchets de méthane», note Pawel Stepniewski. «Toutefois, la rentabilité de cette méthode nécessitera encore plusieurs étapes de recherche. Nous devons tenir compte de la valeur environnementale des bioplastiques tels que le PHB ainsi que de leur biodégradabilité, et examiner plus en profondeur les applications potentielles dans les domaines de la médecine et de la technologie.»
Mots‑clés
Methanotrophy, bioprocédé, méthane, déchets, emballage, polymère, écologique
