Les bactéries pourraient être la clé du remplacement des «produits chimiques éternels»
Il y a de fortes chances que vous utilisiez aujourd’hui un produit contenant des substances fluorées. Un quart de tous les médicaments contiennent par exemple du fluor sous une forme ou une autre, tandis que les polymères fluorés se retrouvent entre autre dans des articles tels que les casseroles avec revêtement anti-adhérent ou les tissus hydrofuges. L’extrême stabilité des molécules fluorées (la liaison entre les atomes de carbone et de fluor est incroyablement forte) est une des principales raisons de leur utilité. C’est précisément cette force qui rend les produits chimiques fluorés tellement difficiles à décomposer et à recycler. Ces composés fluorés, lorsqu’ils sont formés de plusieurs atomes de fluor sont appelés des produits chimiques éternels. «Ces molécules fluorées sont généralement produites à partir de produits pétrochimiques dérivés du pétrole», explique le coordinateur du projet SinFonia, Pablo Iván Nikel, de l’Université technique du Danemark. «Elles ont un impact considérable sur l’environnement et le traitement des flux de déchets est particulièrement complexe.»
Des bactéries de bio-ingénierie pour produire des polymères
Le projet SinFonia souhaitait découvrir si les composés fluorés pouvaient être fabriqués de manière plus durable, en utilisant des ressources renouvelables pour produire des composés biodégradables aux propriétés similaires, évitant ainsi les «produits chimiques éternels». L’équipe du projet a eu l’idée «d’usines» de bio-ingénierie de cellules bactériennes pour la production de polymères, les éléments constitutifs du plastique. La première étape de ce processus a consisté à cribler et à identifier des enzymes capables de relier des atomes de carbone et de fluor pour créer des composés organofluorés. Il s’est avéré que seule une vingtaine d’enzymes en sont capables, ce qui est incroyablement peu. L’étape suivante a consisté à utiliser ces molécules fluorées de base pour progressivement créer des réseaux biochimiques plus complexes dans les cellules. Ce processus a permis au projet de démontrer que les bactéries pouvaient être utilisées pour produire des éléments constitutifs de polymères.
Les mêmes propriétés physiques que les matériaux conventionnels
Le projet est toutefois allé plus loin. «Nous nous sommes rendu compte qu’une grande partie de toutes les molécules fluorées produites par l’industrie se retrouvent dans les plastiques fluorés», explique Pablo Iván Nikel. «Nous voulions voir si nous pouvions produire du plastique à partir de cellules vivantes, avec des concentrations de fluor plus faibles, mais disposant des mêmes propriétés physiques que les matériaux fluorés conventionnels.» Pablo Iván Nikel explique que les atomes de carbone des polymères conventionnels sont généralement saturés de fluor. Les polymères produits par le nouveau procédé basé sur les bactéries de SinFonia contiennent cependant beaucoup moins de fluor. «Nous avons pu démontrer que même si nos polymères produits de manière durable contiennent un peu de fluor, ils conservent de nombreux avantages propres aux matériaux fortement fluorés», fait-il remarquer. «C’est l’une des conclusions les plus importantes du projet.»
Les consommateurs sont ouverts aux alternatives durables
Les partenaires industriels du consortium ont rapidement identifié la valeur marchande potentielle de ces molécules. Depuis l’achèvement du projet, une entreprise spin-off a été lancée, avec l’intention d’étudier les moyens de commercialiser cette innovation. Le projet a également été favorablement accepté par les consommateurs. Des enquêtes ont révélé que les consommateurs sont très ouverts à l’utilisation de polymères produits par des bactéries et qu’ils sont fort bien sensibilisés aux problèmes relatifs aux «produits chimiques éternels». «Nous n’en sommes qu’aux premiers stades de développement», ajoute Pablo Iván Nikel. «Nous devons consolider nos résultats et, bien sûr, développer notre technologie. Montrer comment cela fonctionne en laboratoire est une chose, mais produire de manière rentable de grandes quantités de polymères pour remplacer des produits chimiques éternels en est une autre. Nous sommes cependant convaincus que les résultats du projet mèneront à une utilisation et une production durables des matériaux fluorés.»
Mots‑clés
SinFonia, polymères, bactérie, produits pétrochimiques, fluor, carbone, plastique
