Les bactéries : une source d'énergie renouvelable ?

Une université américaine se penche sur la question.

Par Nancy L. Pontius
Correspondante spéciale

Littleton (Colorado) - Une équipe de chercheurs de l'université de Californie à Berkeley s'intéresse à une nouvelle source d'énergie renouvelable qui ferait appel à des organismes vivants, des bactéries non toxiques, pour produire de l'électricité.

Appelée pile à bactéries, « cette source d'énergie pourrait être utilisée dans les régions isolées qui ne sont pas raccordées au réseau électrique, telles que les régions rurales de l'Afrique subsaharienne », a dit à America.gov Tony Kingsbury, directeur du Programme des produits et solutions durables de l'université.

L'équipe espère pouvoir utiliser un jour ces piles à bactéries novatrices pour générer de l'électricité dans les foyers. Ces dispositifs se présenteraient comme des aquariums qui contiendraient des bactéries microscopiques au lieu de poissons. Lorsque l'on nourrirait les bactéries, le « biogénérateur » produirait de l'électricité.

« Un biogénérateur ménager pourrait produire suffisamment d'électricité pour alimenter certains appareils médicaux, des téléphones portables ou de petits appareils électroménagers tels que des cuisinières et des réfrigérateurs », a dit à America.gov Erika Parra, étudiante de troisième cycle et chercheuse à Berkeley. Cette nouvelle source d'énergie pourrait également éclairer les maisons, ce qui permettrait aux enfants de faire leurs devoirs scolaires le soir, a ajouté M. Kingsbury.

« Si nous parvenons un jour à produire une pile à bactéries efficace par rapport au coût et de dimensions suffisamment réduites, cela améliorera la qualité de vie de millions de personnes », a affirmé Mlle Parra. Il serait peut-être aussi possible de mettre au point de telles piles de petites dimensions pour alimenter des dispositifs portables qui fonctionnant actuellement sur piles électriques, par exemple des lampes de poche, des téléphones et des ordinateurs portables, et des radios.

Les bactéries, source miniature d'énergie

On a découvert que certaines souches de bactéries vivant en milieu aquatique possédaient des caractéristiques bénéfiques. « Durant le processus de digestion de ces bactéries, les molécules des aliments sont décomposées et libèrent des électrons et des protons contenant de l'énergie chimique », a expliqué Erika Parra.

Les piles à bactéries recueillent ces particules et transforment leur énergie chimique en électricité en les recombinant avec de l'oxygène, ce qui produit de l'électricité et de l'eau.

« Un biogénérateur d'un litre pourrait produire un kilowatt d'électricité, note Mlle Parra. Des biogénérateurs de plus grande capacité peuvent produire davantage d'électricité. »

Ces piles produisent une électricité comparable à celle des piles classiques, mais ne l'emmagasinent pas : elles émettent de l'énergie quand les bactéries sont alimentées. « Quand vous avez besoin d'électricité, vous donnez à manger aux bactéries, du sucre par exemple, » a ajouté Erika Parra.

Les chercheurs étudient actuellement des piles contenant un seul type de bactérie, dont la taille est d'environ 1/100e de la largeur d'un cheveu. Les techniques utilisées pour la fabrication des piles à carburant microscopique sont semblables à celles qui ont été mises au point pour les semi-conducteurs et les puces informatiques. Des plans sont actuellement à l'étude pour la fabrication de biogénérateurs de grande capacité.

Les piles à bactéries produisent de l'électricité en courant continu, comme les piles classiques. Il faudra donc utiliser des convertisseurs pour obtenir le courant alternatif auquel marchent la plupart des appareils électroménagers. Les biogénérateurs produisent en outre de l'eau potable en tant que produit secondaire.

Produire plus d'énergie

Afin de mettre au point une source d'énergie utile et d'un coût abordable, les chercheurs s'efforcent de maximiser la quantité d'énergie produite par ce processus.

« Nous essayons de déterminer quel est le milieu ambiant optimal, celui dans lequel les bactéries sont satisfaites et en bonne santé », a dit Erika Parra. Il semblerait d'abord que les bactéries apprécient d'être maintenues à température ambiante ou à des températures un peu plus chaudes.

Il semble aussi que les bactéries produisent davantage d'énergie lorsqu'elles sont nourries au vinaigre et à l'alcool résultant d'un processus de fermentation, a-t-elle précisé. L'équipe songe à combiner les biogénérateurs à un fermenteur, en un dispositif à deux phases. Des déchets alimentaires pourraient être introduits à un bout du système, où ils fermenteraient, et l'électricité serait recueillie à l'autre bout.

L'équipe recherche également des moyens de stocker l'énergie électrique produite en vue d'un emploi ultérieur. « Pour l'instant, a dit Mlle Parra, nous nourrissons les bactéries un peu avant d'employer l'énergie dont nous avons besoin. »

Ce projet énergétique s'inscrit dans le cadre du Programme des produits et solutions durables de l'université de Californie à Berkeley, qui a reçu un financement de 2 millions de dollars de la Dow Chemical Company Foundation en 2008. La Fondation Dow a l'intention d'octroyer des financements complémentaires au cours des trois années à venir.

« Elle a fourni et continue de fournir les fonds nécessaire pour établir le Programme des produits et solutions durables. Il s'agit d'encourager les recherches pluridisciplinaires sur les technologies nouvelles et durables qui répondent à des besoins sociaux et dont peuvent bénéficier les États-Unis et et d'autres pays, notamment sur le développement de sources d'énergie renouvelables et de techniques novatrices de purification de l'eau », a dit Bo Miller, président de Fondation Dow, à America.gov.

Parmi les autres recherches en cours figurent des projets consacrés à la synthèse des carburants de substitution d'origine biologique, aux contrôleurs de charge à énergie solaire à faible coût, à l'élimination de l'arsenic de l'eau potable au Bangladesh et au développement de poêles ménagers à bon rendement énergétique pour l'Afrique et la Chine.