Des chercheurs suédois ont mis au point une molécule qui permet d’extraire avec une certaine efficacité, les électrons produits naturellement par le métabolisme de bactéries. © qimono, Pixabay, CC0 Creative Commons

Sciences

Des bactéries comme future source d’électricité ?

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Répondre aux besoins énergétiques de plus en plus importants de manière durable, c'est le défi lancé aux chercheurs par notre société moderne. Ces derniers explorent pour cela toutes les pistes imaginables. Parmi lesquelles, le recours à des bactéries pour produire de l'électricité.

Le métabolisme de certaines bactéries génère un courant électrique. Mais jusqu'à présent, les chercheurs peinaient à récupérer ce courant pour un usage extérieur. Aujourd'hui, des chimistes de l'université de Lund (Suède) proposent une nouvelle méthode qui semble plus efficace que celles envisagées par leurs prédécesseurs.

Pour parvenir à extraire des électrons d'une bactérie, il faut en effet s'appuyer sur une molécule capable de traverser son épaisse paroi cellulaire. Et, à cet effet, les chercheurs suédois ont créé une nouvelle molécule artificielle. Un polymère aux propriétés redox contenant des fractions de quinones -- dont la vitamine K est un exemple connu -- imitant les porteurs de charge bactériens naturels.

Les chercheurs de l’université de Lund ont travaillé sur une bactérie intestinale commune tant chez l’animal que chez l’Homme, Enterococcus faecalis. © Centers for disease control and prevention, Wikipedia, Domaine public

Un mode de communication à décrypter

« Les électrons produits par les bactéries sont captés et transférés vers une électrode en temps réel », explique Lo Gordon, professeur de chimie. De quoi envisager les bactéries comme une future source d’énergie. Mais également de quoi mieux comprendre comment les bactéries communiquent avec leur environnement. Probablement par le biais d'un transfert d'électrons extracellulaire.

Ces résultats pourraient ainsi se révéler précieux dans de nombreux contextes. Les bactéries peuvent, par exemple, être aussi utilisées pour produire des biocarburants au cœur de cellules à biocarburants microbiennes. Les bactéries capables de photosynthèse pourraient, quant à elles, sous réserve qu'elles soient rattachées à une électrode, produire de l'électricité une fois exposées à la lumière.

Pour en savoir plus

De l'énergie, directement de la bactérie à la batterie

Produire de l'électricité grâce à des bactéries n'est pas une nouveauté en soi. Mais Derek Lovley et ses collègues, de l'Université du Massachusetts Amherst, ont réussi à réaliser cette expérience avec un rendement nettement plus important que ce qui avait été fait jusqu'à présent et sans aucun médiateur.

Article de France-science paru le 12/09/2003

Couche de Rhodoferrax ferrireducens sur l'électrode (crédit : Université de Massachusetts Amherst)

Et tout ça grâce à Rhodoferax ferrireducens. Ce microorganisme anaérobique, découvert à Oyster Bay (Virginie), est capable, par une réaction redox, d'extraire des électrons à partir de simples sucres comme le glucose ou le fructose.
Une partie de ces électrons lui sert à se développer, tandis que l'autre partie est renvoyée vers des supports riches en fer. L'astuce a donc consisté pour les chercheurs à fixer des bactéries directement sur des électrodes, chargées de canaliser le flux d'électrons excédentaires. Cette manipulation leur a permis d'obtenir un rendement de 80% là où les méthodes actuelles ne dépassent guère 50%.

Toutefois, l'oxydation du glucose étant un processus lent, le procédé ne peut servir de source d'énergie directe. Rien n'empêche cependant d'envisager la recharge de batteries électriques, notamment dans le cas d'équipements scientifiques déployés au fond des mers, où il est difficile de remplacer les piles, ou encore dans celui d'appareils médicaux de type pacemakers qui seraient alors capables d'extraire de l'énergie du glucose sanguin.

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