Une pile microbienne produit du courant... et dépollue l'eau

Produire de l'électricité grâce à des bactériesbactéries tout en dépolluant les eaux usées, c'est ce qu'une équipe de recherche de l'université de Rennes est parvenue à faire, pour l'instant à petite échelle. L'idée, déjà connue, est celle de la pile à combustible bactérienne (MFC, pour Microbial FuelFuel Cell)).

Une pile à combustiblepile à combustible est un générateurgénérateur d'électricité dans lequel un élément réducteur (l'hydrogènehydrogène) est oxydé sur l'une des électrodesélectrodes, tandis qu'un oxydant - l'oxygène en général - est réduit sur l'autre électrode. La réaction d'oxydoréductionoxydoréduction est catalysée grâce à du platineplatine, le plus couramment. La réaction est l'inverse d'une électrolyseélectrolyse : la pile consomme de l'hydrogène et de l'oxygène et rejette de l'eau. On peut aussi faire réaliser ce travail à des bactéries, du moins des variétés vivant en anaérobie et relâchant des électronsélectrons lorsqu'elles consomment des nutrimentsnutriments.

Fonctionnement d'une pile à combustible. L'hydrogène est oxydé au contact de l'anode, ce qui libère un électron. L'ion hydrogène résultant est ensuite récupéré au niveau de la cathode, avec l'électron. Le dioxygène est alors réduit, ce qui forme de l'eau. © HandigeHarry, Wikipédia, domaine public

Eau usagée ou racines

L'espèce utilisée est Geobacter sulfurreducens. Elle ne vit pas d'oxygène et mieux, elle est dépendante du constituant que les chercheurs placent sur les électrodes. En échange, elle libère un électron, faisant ainsi fonctionner la pile. Le but des scientifiques est d'ailleurs de trouver les matériaux qui permettront un échange optimum entre l'électrode et les bactéries et qui entraîneront leur agrégation importante autour de l'électrode, sous forme de biofilm.

Non seulement ces bactéries produisent du courant, mais elles se nourrissent en outre d'eau polluée qu'elles purifient. Un système qui pourrait donc servir dans une usine de traitement, par exemple. Mais pas uniquement : lors d'une interview accordée à Ouest-France, Frédéric Barrière, responsable du projet, avait imaginé d'autres possibilités. Il suggérait que le dispositif puisse par exemple servir de signal de pollution : si les bactéries se nourrissent d'eaux uséeseaux usées, plus celles-ci sont polluées, plus la quantité d'électricité produite est importante. On pourrait ainsi obtenir directement un instrument électrique mesurant la pollution.

Au lieu d'eau usée, les bactéries peuvent aussi puiser leurs éléments nutritifs sur les racines des plantes, comme l'avaient expliqué des doctorants de l'université de Rennes dans un court métrage. Là encore la production de courant repose uniquement sur un processus naturel. Ces recherches entrent dans le cadre d'un projet - PlantPower - financé par l'Union européenne.

Le concept n'est pas nouveau et plusieurs travaux similaires ont déjà été réalisés, comme ceux du laboratoire de Génie chimique de Toulouse. Quoi qu'il en soit, les tensions électriques fournies par ces piles microbiennes ne sont pour l'instant que très faibles. Il s'agit simplement d'une étape montrant qu'il est possible de mettre en place de tels procédés.