Fabriquer des carburants verts à partir de résidus alimentaires ou organiques n’a rien de nouveau. Mais jusqu’ici, les résultats restaient décevants. Les carburants ainsi produits étaient saturés de molécules d’oxygène, ils brûlaient moins bien, avec un rendement plafonnant à 90 % de celui du diesel.
Afin de compenser cette perte, il fallait utiliser davantage de matières premières, ce qui multipliait les coûts par deux. Une innovation verte pourrait bien tout changer. Élaboré en collaboration avec le Laboratoire national brésilien des bioénergies renouvelables, le procédé – développé par les chercheurs du King’s College – repose sur la modification d’une enzyme appelée décarboxylase P450 OleT. Les premiers résultats sont impressionnants.
Une enzyme miracle au cœur du procédé
Cette enzyme, qui fait partie de la famille des cytochromes P450, a pour particularité de pouvoir décomposer les acides gras contenus dans les graisses et les huiles de cuisson usagées pour générer des alcènes, les molécules de base du diesel. Pour perfectionner la catalyse, ils ont modifié l’enzyme afin qu’elle puisse extraire l’oxygène pendant la décomposition.
Les chercheurs ont ensuite immergé l’enzyme modifiée dans un sel liquide – au lieu de l’eau utilisée habituellement – puis l’ont exposée à des rayons UV. Résultat : un taux de conversion jusqu’à 1 000 fois supérieur aux procédés classiques. Cette quantité d’alcènes, bien supérieure à celle obtenue jusqu’ici, permet au biocarburant d’afficher un rendement équivalent à celui du diesel.
Un procédé plus propre et sans métaux lourds
“En développant de nouvelles stratégies basées sur les enzymes, nous avons amélioré la méthode de conversion des déchets alimentaires en hydrocarbures. Nous avons réussi à créer l’équivalent chimique des combustibles fossiles que nous utilisons au quotidien", explique le Dr Alex Brogan, maître de conférences au département de chimie du King’s College, qui est à l’origine, avec son équipe, de cette innovation.
Autre avantage : fini les catalyseurs métalliques comme le platine, et donc les impacts liés à leur extraction minière. Pour accélérer la réaction, les chercheurs utilisent des rayons UV, évitant ainsi le recours au peroxyde d’hydrogène, toxique pour l’humain.
Réduire la part des combustibles fossiles
L’utilisation de graisses et d’huiles de cuisson usagées pour fabriquer des combustibles écologiques est un atout pour diminuer la dépendance au pétrole, et pour accélérer la décarbonation du secteur des transports, surtout quand l’alternative obtenue se révèle aussi efficace que le carburant à remplacer.
Sur l’ensemble de leur cycle de vie, depuis leur production jusqu’à leur combustion dans des moteurs, les biocarburants produits avec des déchets alimentaires peuvent réduire de 80 à 94 % les émissions de gaz à effet de serre (GES) par rapport au diesel conventionnel, selon l’Étude des filières des sous-produits des IAA pouvant être utilisés pour la production de biocarburants, réalisée par l’ADEME (Agence de la Transition écologique). Pour être plus précis, un litre de biodiesel fabriqué de la sorte émet environ 1 à 1,3 kg de CO2, contre 3,1 kg pour le gazole fossile, soit environ 60 % de rejets en moins.
Par ailleurs, ces biodiesels nouvelle génération contiennent très peu de résidus lourds, presque pas de soufre et pratiquement aucun composé aromatique polycyclique (HAP), ce qui réduit les émissions de dioxyde de soufre et de particules fines à l’échappement. En outre, leur combustion produit moins d’oxydes d’azote (NOₓ), limitant ainsi la formation d’ozone troposphérique, et améliorant ainsi la qualité de l’air respiré en ville.
Accélérer la décarbonation des mobilités
Ce n’est pas la première fois que des recherches sont menées pour mettre à profit les capacités des cytochromes P450 dans la production de combustibles écologiques. En 2020, l’étude “Enhanced P450 fatty acid decarboxylase catalysis by glucose oxidase coupling and co-assembly for biofuel generation”, réalisée par des chimistes américains et chinois, montrait déjà le rôle clé que pouvaient jouer ces enzymes pour parvenir à une meilleure transformation des acides gras en alcènes.
Mais l’équipe du King’s College va plus loin : leur méthode offre enfin une solution concrète pour booster le rendement des biodiesels, avec des résultats déjà validés en laboratoire, ce qui pourrait faciliter leur adoption à grande échelle. Mieux encore, les alcènes étant également les molécules de base de l’essence et du kérosène, cette innovation ouvre des perspectives industrielles inédites pour les combustibles écologiques.
“La biotechnologie que nous avons développée va nous permettre de produire divers carburants, notamment pour le secteur aéronautique. Nous souhaitons exploiter le plus possible les ressources renouvelables issues de la biologie naturelle afin de les convertir en produits utiles. Cela nous aidera à atteindre la neutralité carbone en minimisant l’utilisation du pétrole et en instaurant une économie plus circulaire”, conclut le Dr Alex Brogan.
Reste désormais à confirmer ces résultats à l’échelle industrielle – une étape décisive pour transformer l’essai. Alors que les biocarburants sont appelés à jouer un rôle majeur dans la décarbonation des mobilités, en complément de l’électrification et du développement de l’hydrogène, ce nouveau procédé constitue une étape importante vers la neutralité carbone.