Des scientifiques Suisses inventent une méthode pour produire de l’électricité avec une bactérie et de l’eau usée

Depuis longtemps, certains types de bactéries sont utilisés dans le secteur de l’agroalimentaire pour la fermentation, si d’autres interviennent dans la production du biogaz ou encore dans le traitement des déchets. En effet, ces micro-organismes vivants ont des utilités variées. Ces dernières années, avec le progrès de la technologie et de la microbiologie, des équipes de recherche travaillent d’ailleurs à récupérer efficacement l’énergie produite par le métabolisme des bactéries électroactives. La plupart des laboratoires choisissent d’étudier l’E. coli, une bactérie capable de se proliférer dans différents environnements, dont les eaux usées. Celle-ci a cependant des membranes cellulaires épaisses, limitant les réactions de transfert extracellulaire d’électrons. Mais récemment, des chercheurs suisses ont annoncé qu’ils ont réussi à la modifier afin d’augmenter ses capacités à générer de l’électricité. Leur nouvelle approche représente une importante avancée dans le domaine de la bioélectronique. Découverte.

Un meilleur EET pour une production d’énergie optimale

En temps normal, les bactéries E. coli affichent un faible EET, empêchant leur application pratique dans la bioélectronique. L’étude menée par ces scientifiques de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), en Suisse, résout notamment ce problème. Dans leur rapport, ils ont expliqué que c’était l’expression des cytochromes qui avait permis d’augmenter l’électroactivité de ces microbes bioélectriques. Ces dernières seraient donc en mesure de produire de l’énergie électrique. En simultanée, elles peuvent métaboliser une variété de substrats organiques. Selon ces chercheurs, leur nouvelle méthode ne nécessite aucune substance chimique spécifique.

Lors de cette étude, cette équipe a constaté que les taux de transfert d’électrons varient en fonction de la composition la voie EET utilisée. Cette dernière passe à travers les membranes interne et externe de la cellule de la bactérie, ainsi que l’espace périplasmique entre ces deux parois. Lorsque le micro-organisme exprime la voie complète des Mtr de Shewanella oneidensis MR-1 (une bactérie électroactive puissante), la production d’électricité a été multipliée par trois par rapport aux résultats des méthodes conventionnelles. Cette recherche met aussi en avant l’importance de la présence de la navette électronique périplasmique afin de maximiser l’électroactivité d’une bactérie.

Une efficacité remarquable dans les eaux usées

D’après cette équipe de scientifiques, les bactéries E. coli modifiées ont montré de grandes performances dans plusieurs différents environnements. Mais elles étaient surtout impressionnantes dans les eaux usées d’une brasserie locale située à Lausanne. En comparaison, les microbes électriques exotiques n’ont pas pu survivre à l’expérience. Cette étude a, en effet, démontré le potentiel de l’E. coli artificiel pour le traitement des déchets organiques et la production d’électricité à grande échelle. Ainsi, la consommation d’énergie des systèmes de traitement de déchets pourrait être réduite considérablement.

En outre, ces chercheurs prévoient d’utiliser les bactéries artificielles pour mettre au point des piles à combustibles microbiennes efficaces. Diverses autres applications seraient également envisageables, notamment dans la biodétection et l’électrosynthèse. Grâce à la flexibilité génétique de ces microbes bioélectriques artificiels, il est possible de les adapter à des matériaux et à des environnements particuliers. Il s’agit d’un outil polyvalent ouvrant la voie au développement de nombreuses technologies durables et à faible émission de carbone.

Un véritable exploit pour ces scientifiques suisses

Selon le chercheur Mohammed Mouhib, cette découverte permet désormais d’utiliser les microbes bioélectriques artificiels dans différentes applications pratiques. En effet, l’équipe a établi un nouveau record par rapport aux études précédentes qui reposent seulement sur la voie EET partielle. Elle serait confiante quant à l’avenir des technologies basées sur des bactéries bioélectriques. Plus d’informations : actu.epfl.ch