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Une levure pour dépolluer

ActualitéClassé sous :développement durable

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Les raffineries de sucre et les distilleries d'alcool sont nocives pour l'environnement. En effet, l'industrie sucrière produit deux tonnes de bagasse de canne à sucre (sorte de paille) par tonne de sucre raffiné, ce qui représente à Cuba 10 à 20 millions de tonnes de bagasse par an. De plus, les distilleries d'alcool, souvent associées à la production de sucre de canne, émettent de grandes quantités de composés volatils plus ou moins nocifs pour l'environnement. Ainsi, toujours à Cuba, on estime que 1 600 tonnes d'éthanol, un composé dont l`émission est soumise à contrôle, sont rejetées chaque année dans l'atmosphère.

Récemment, en réponse à une législation de plus en plus stricte, de nombreuses recherches ont été entreprises pour mettre au point des procédés biologiques de dépollution des effluents gazeux (biofiltration, biolavage), simples, peu coûteux, et particulièrement bien adaptés au traitement de grandes quantités d`air faiblement contaminé (autour de 1 g/m3).

Une équipe de l'IRD, en collaboration avec la UAM (Mexico) et l`ICIDCA (Cuba), a ainsi conçu, à l`échelle du laboratoire, un système de biofiltration permettant d'éliminer l`éthanol (ainsi que d`éventuels autres composés organiques volatils en moindre quantité) émis par les distilleries, tout en utilisant la bagasse de canne à sucre comme support. Le procédé consiste à faire passer le gaz pollué à travers un milieu poreux où sont fixés des microorganismes préalablement sélectionnés pour leur capacité de dégradation des composés "cibles". Actuellement, la biofiltration est utilisée avec succès à l`échelle industrielle pour éliminer les composés organiques volatils émis par des imprimeries, certaines industries alimentaires ou contrôler les mauvaises odeurs des stations d`épuration de l`eau.

Les chercheurs ont d'abord sélectionné une levure, Candida utilis capable de dégrader l'éthanol, qui constitue son unique source de carbone. Ils l'ont ensuite cultivée dans un réacteur, directement sur de la bagasse lavée, tamisée et stérilisée. La bagasse peut être utilisée comme support dans un biofiltre, car c'est un matériau solide poreux qui permet une bonne circulation de l'air pollué. Les expériences montrent que la bagasse imprégnée de sels minéraux, en particulier de nitrate d`ammonium, contribue à accroître la capacité de dégradation du réacteur. Ce sel apporte en effet l'azote utile à la levure pour augmenter sa biomasse et ainsi consommer plus d'éthanol. Ils ont par ailleurs déterminé les taux de concentration d'éthanol nécessaires à l'entrée du réacteur pour optimiser le fonctionnement du biofiltre. Dans des conditions adéquates, Candida utilis dégrade rapidement de grandes quantités d'éthanol. La levure est ainsi capable d`éliminer jusqu`à 250 g d`éthanol par heure et m3 de réacteur, à condition d`augmenter progressivement la charge d`éthanol et de procéder à des ajouts successifs de solution nutritive. En revanche, si le réacteur est "surchargé" en éthanol, la levure n'a plus la capacité de l'utiliser et le système se bloque

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Efficace pour dépolluer l'air de molécules simples comme l`éthanol, Candida utilis permet parallèlement de transformer les déchets encombrants de l'industrie sucrière en aliments pour le bétail. En se développant grâce à l'éthanol sur la bagasse de canne à sucre, Candida utilis, naturellement riche en protéines, enrichit la bagasse. De ce fait, ce déchet devient un aliment équilibré qui pourrait être utilisé comme fourrage. Pour l'instant, l'expérience permet d'atteindre une concentration de 5,2 % en protéines, chiffre que les chercheurs essayent encore d'améliorer. Il reste cependant à vérifier qu'il est accepté par le bétail, ce qui semble être le cas, selon les tests en cours à Cuba.

La biofiltration de l'éthanol par la levure Candida utilis doit encore être étudiée à grande échelle, puis au niveau industriel. Ensuite, ce procédé pourrait être appliqué dans des pays tropicaux qui produisent de grandes quantités de sucre ou d'alcool, comme le Brésil, Cuba, le Mexique ou l'Inde.

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 La levure accomplit une oxydation incomplète de l'éthanol. Elle le transforme en acetaldehyde puis en acide acétique.
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