Une super bactérie double la production biologique d'hydrogène

L'hydrogènehydrogène, ou plus exactement le dihydrogène (H₂), représente une énergieénergie séduisante. Sa consommation ne produit que de l’eau. Mais cette moléculemolécule n'est pas une source d'énergie. Ce n'est qu'un vecteur énergétique. Avant de l'utiliser, il faut le produire et le stocker... C'est là que l'affaire se corse.

En effet, pour extraire et associer les atomesatomes d'hydrogène en quantité suffisante pour alimenter à grande échelle véhicules et appareils électriques, il faut généralement beaucoup d'énergie pour la production par électrolyseélectrolyse de l'eau ou du gaz naturel dans le cas du reformage du méthane. Si cette énergie n'est pas renouvelable ou si des hydrocarbureshydrocarbures sont utilisés comme matièrematière première, l'intérêt environnemental de l'hydrogène s'évapore.

Pourtant, certains organismes sont capables d'extraire l'hydrogène de la biomasse ou de briser les molécules d’eau, et ce sans avoir recours au gaz naturel, au pétrolepétrole ni à l'énergie nucléaire. Actuellement, de l'hydrogène est produit de manière biologique, à la manière du biogaz, à partir de déchets organiques et de bactériesbactéries, mais le rendement est encore faible.

Ce rendement pourrait doubler grâce à une bactérie extrêmophile découverte en 1987 dans une source thermale, Caldicellulosiruptor saccharolyticus. Karin Willquist de l'Université de Lund (Suède) présente dans sa thèse les raisons et les conditions qui permettent à cette bactérie de produire autant d'hydrogène.

Piégée dans un lieu pauvre en énergie, la bactérie a optimisé sa production d’hydrogène

Si Caldicellulosiruptor saccharolyticus peut produire davantage d'hydrogène que d'autres bactéries, c'est pour trois raisons, confie-telle. « La première est qu'elle s'est adaptée à un environnement pauvre en énergie qui a provoqué le développement de systèmes de transport de glucideglucide très efficaces et d'une capacité de dégradation d'éléments végétaux ordinairement inexploitables. Elle peut donc produire plus d'hydrogène » à partir d'une même quantité de biomassebiomasse.

« La seconde raison est que [la bactérie] peut supporter des températures de croissance plus importantes que beaucoup d'autres bactéries. Plus les températures sont élevées, plus d'hydrogène est produit » car la chaleurchaleur accélère les mécanismes métaboliques.

« La troisième raison est que Caldicellulosiruptor saccharolyticus est capable de continuer à produire de l'hydrogène même lorsque les conditions sont difficiles, par exemple avec de fortes pressionspressions partielles d'hydrogène, ce qui est nécessaire pour qu'une production biologique d'hydrogène soit financièrement viable. »

En revanche, les fortes concentrations en sel et en hydrogène gazeux inhibent le métabolismemétabolisme de la bactérie. Il est cependant possible de contrôler les processus de la bactérie de telle sorte que ces concentrations demeurent raisonnables et n'entravent pas la production d'hydrogène.

Selon Karin Willquist, une première étape vers une société de l'hydrogène, rendue possible par le développement des modes de production biotechnologiques, serait d'intégrer progressivement le dihydrogène dans les réseaux de méthane. C'est déjà le cas à Malmö (Suède), où les bus utilisent un mélange de méthane et de dihydrogène, explique-t-elle. « Le bio-hydrogène sera probablement un complément du biogaz dans le futur » prédit-elle.