Cette nouvelle super enzyme dégrade le plastique six fois plus vite. © Roman Milert, Adobe Stock
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Ce « cocktail » d'enzymes dévore le plastique

ActualitéClassé sous :développement durable , déchet en plastique , déchets plastiques

Des chercheurs ont créé une « super enzyme » en combinant deux enzymes d'une bactérie mangeuse de plastique. Cette dernière, optimisée pour dégrader le PET, pourrait servir à décomposer les matières mixtes difficiles à recycler comme les vêtements synthétiques.

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[EN VIDÉO] Le plastique du futur sera biodégradable, robuste et intelligent  Comment produire du plastique tout en s’affranchissant de la dépendance au pétrole ? En Espagne, des chercheurs travaillent au développement d’emballages à partir de matières végétales. Ces « bioplastiques », plus respectueux de l’environnement, sont présentés par la chaîne Euronews dans ce nouvel épisode de Futuris. 

À peine 24,2 % du plastique est recyclé en France, selon les chiffres de Plastics Europe. Et pour cause : le plastique est souvent mélangé à d'autres matériaux, ce qui rend sa séparation et sa réutilisation très difficile. Prenez par exemple les vêtements, souvent constitués d'un mélange de fibres polyester et de coton. Plus de 700.000 fibres de microplastique peuvent être relâchées lors d'une lessive de vêtements synthétiques, qui se retrouvent ensuite dans l’océan. Pour résoudre ce casse-tête, les scientifiques britanniques affirment avoir créé une « super enzyme » capable de dégrader le PET (polytéréphtalate d'éthylène), l'un des plastiques les plus communs, et six fois plus rapidement qu'avec les procédés existants.

Une bactérie trouvée dans une décharge

En 2016, des chercheurs japonais avaient découvert dans une décharge de plastique une bactérie nommée I. sakaiensis produisant des enzymes capables de dépolymériser le PET en six semaines. Une autre équipe avait ensuite créé une version améliorée de l'enzyme PETase. C'est une nouvelle étape franchie aujourd'hui, avec l'association de cette enzyme mutante et d'une autre enzyme fabriquée à partir de la MHETase, qui dégrade le sous-produit de la première décomposition, le mono(2-hydroxyéthyl) téréphthalate (MHET), en acide téréphtalique (TPA) et éthylène glycol. Ces derniers peuvent ensuite être facilement dégradés par les micro-organismes dans la nature. L'association des deux enzymes découpe le PET deux fois plus vite que la PETase seule, et le fait de les connecter entre elles multiplie encore par trois la vitesse de réaction, détaille John McGeehan, professeur à l'université de Portsmouth et coauteur de l'étude publiée dans la revue PNAS. « Cela montre tout le potentiel des cocktails d'enzymes pour dépolymériser le plastique. »

Le MHET (en violet) est transformé en éthylène glycol et autres résidus grâce à la MHETase (enzyme représentée en arrière-plan en transparent). Ces résidus de la première réaction (en blanc) vont ensuite subir une deuxième réaction qui donne de l’acide téréphtalique (TPA). © Brandon Knott et al, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020

En avril, la startup française Carbios avait annoncé avoir développé des enzymes capables de dégrader le PET (voir l'article précédent ci-dessous). Son procédé nécessite toutefois de chauffer le plastique à 70 °C, là où la nouvelle enzyme dégrade le plastique à température ambiante. « Si nous pouvons lier nos enzymes améliorées à celles de compagnies comme Carbios, il serait possible de démarrer des usages industriels d'ici un à deux ans », assure John McGeehan au Guardian. Cette super-enzyme pourrait également être associée avec d'autres qui digèrent les fibres naturelles comme le coton afin de dégrader des vêtements en fibres mixtes, espère le chercheur.

Le plastique, nouvelle source de nourriture ?

Il est étonnant de constater comment les bactéries s'adaptent rapidement pour digérer un matériau qui n'existait pas il y a encore 30 ans. Et elles ne sont pas les seules. En 2012, des chercheurs avaient découvert en Amazonie un champignon mangeur de polyuréthane, un plastique très utilisé dans l'industrie dans la fabrication de mousses isolantes, de peintures ou d'élasthanne (Lycra). En 2017, une apicultrice avait constaté que la larve de la fausse teigne de la cire (Galleria mellonella), raffolait du Polyéthylène (PE). Reste que le plus simple serait de produire moins de plastique, ou du moins du bioplastique naturellement biodégradable.

Pour en savoir plus

Plastique : une technologie française pour recycler le PET par voie biologique

Article de AFP-Relaxnews publié le 12/04/2020

Une technologie élaborée par une entreprise française, basée près de Clermont-Ferrand, vient de faire l'objet d'une publication dans la revue Nature. Ce procédé permettra le recyclage par voie biologique du PET (polytéréphtalate d'éthylène), l'un des plastiques les plus communs et le plus abondant, avec quelque 70 millions de tonnes fabriquées chaque année dans le monde.

La technologie mise au point par la société française Carbios pour recycler le PET, l'un des plastiques les plus communs, par voie biologique, a fait jeudi la « une » de Nature, l'une des revues scientifiques les plus prestigieuses au monde. L'article, cosigné par le Toulouse Biotechnology Institute (Insa Toulouse/Inrae/CNRS) et par le groupe de chimie verte basé à Clermont-Ferrand, explique comment leur technologie permet de décomposer le PET en ses composants de base en utilisant « des enzymes gloutons ».

La technologie de l'entreprise française Carbios et de l'institut scientifique toulousain : un procédé biologique pour recycler à l'infini les plastiques. © Farknot Architect, Adobe Stock

Une technologie qui permet de décomposer 90 % du PET en 10 heures

En avril 2018, des chercheurs américains et britanniques avaient déjà eu les honneurs de la presse scientifique avec une publication sur l'utilisation d'enzymes pour dégrader les plastiques. Carbios avait alors indiqué que ses recherches étaient bien plus avancées, mais avait précisé que sa priorité était alors de protéger sa technologie avec des brevets, avant d'envisager une publication dans une revue scientifique de référence.

Une avancée majeure en matière d'économie circulaire

La technologie de Carbios et de l'institut scientifique toulousain permet de décomposer 90 % du PET en dix heures. Les matières premières ainsi récupérées peuvent servir à fabriquer du PET neuf. C'est une avancée majeure en matière d'économie circulaire, dans la mesure où le PET (polytéréphtalate d'éthylène) est l'un des plastiques les plus utilisés dans le monde, notamment pour la fabrication de bouteilles et de fibres polyester.

La méthode de Carbios et de l'institut de Toulouse est 100 fois plus efficace que les méthodes concurrentes annoncées jusqu'ici, ce qui « illustre la force de la collaboration publique/privée française pour porter la recherche fondamentale et appliquée au meilleur niveau international », se félicitent les deux entités dans un communiqué.

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