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Si l’industrie pétrochimique veut un jour se passer du pétrole et du gaz, elle doit trouver des produits chimiques d’origine durable qui s’intègrent sans difficulté dans les processus qui existent de la fabrication de produits tels que les carburants, les lubrifiants et les plastiques.

Modifier des microbes pour produire des hydrocarbures 

La fabrication de ces produits chimiques par voie biologique est l’option la plus évidente, mais les produits microbiens diffèrent des hydrocarbures issus des combustibles fossiles sur deux points essentiels : ils contiennent trop d’oxygène et trop d’autres atomes accrochés aux carbones.

Pour que les hydrocarbures microbiens puissent être utilisés dans les procédés de synthèse qui existent, ils doivent souvent être désoxygénés – en langage chimique, réduits – et débarrassés des groupes chimiques superflus, ce qui demande de l’énergie.

Une équipe de chimistes de l’université de Californie à Berkeley et de l’université du Minnesota a modifié des microbes pour qu’ils produisent des chaînes d’hydrocarbures qui peuvent être désoxygénées plus facilement et en utilisant moins d’énergie – en fait, simplement le sucre glucose que les bactéries mangent, plus un peu de chaleur.

Cela permet de produire une large gamme de produits chimiques

Ce processus permet la production microbienne d’une large gamme de produits chimiques actuellement fabriqués à partir du pétrole et du gaz – en particulier, des produits comme les lubrifiants fabriqués à partir d’hydrocarbures à chaîne moyenne, qui contiennent entre huit et dix atomes de carbone dans la chaîne.

« Une partie du problème lorsqu’on essaie de passer à quelque chose comme le glucose comme matière première pour fabriquer des molécules ou pour conduire l’industrie chimique est que les structures des combustibles fossiles des produits pétrochimiques sont si différentes – elles sont généralement entièrement réduites, sans substitutions d’oxygène », a déclaré Michelle Chang, professeur de chimie et de génie chimique et biomoléculaire à l’UC Berkeley.

« Les bactéries savent comment fabriquer toutes ces molécules complexes qui ont tous ces groupes fonctionnels qui en sortent, comme tous les produits naturels, mais fabriquer des produits pétrochimiques que nous avons l’habitude d’utiliser comme précurseurs pour l’industrie chimique est un peu un défi pour elles. »

Utiliser le glucose de la biomasse végétale

« Ce processus est une étape vers la désoxygénation de ces produits microbiens, et il nous permet de commencer à fabriquer des choses qui peuvent remplacer les produits pétrochimiques, en utilisant simplement le glucose de la biomasse végétale, qui est plus durable et renouvelable », a-t-elle ajouté. « De cette façon, nous pouvons nous éloigner des produits pétrochimiques et des autres combustibles fossiles ».

Les bactéries ont été conçues pour fabriquer des chaînes d’hydrocarbures de longueur moyenne, ce qui n’a jamais été réalisé auparavant, bien que d’autres aient développé des processus microbiens pour fabriquer des chaînes plus courtes et plus longues, jusqu’à environ 20 carbones.

Selon Mme Chang, ce processus peut être facilement adapté pour produire des chaînes d’autres longueurs, notamment des hydrocarbures à chaîne courte qui sont utilisés comme précurseurs des plastiques les plus populaires, tels que le polyéthylène.

Elle et ses collègues ont publié leurs résultats dans la revue Nature Chemistry.

Source : UC Berkeley
Crédit photo : Depositphotos