Doper artificiellement la photosynthèse, qui permet aux plantes et bactéries d'utiliser la lumière du soleil pour créer nutriments et énergie, représente un vaste potentiel énergétique, selon des travaux présentés récemment à une conférence scientifique.
La consommation d'énergie de la planète devrait doubler lors des quarante prochaines années tandis que les réserves connues d'hydrocarbures vont s'amenuiser, ont souligné des chercheurs américains et européens qui travaillent sur différentes approches visant à manipuler la photosynthèse. Ils ont fait le point sur l'état d'avancement de leurs recherches respectives à la conférence annuelle de l'Association américaine pour l'avancement de la science qui s'est tenue à Vancouver (Colombie Britannique, ouest du Canada).
La photosynthèse permet aux végétaux et à des bactéries de transformer le dioxyde de carbone (CO2) en composants organiques. Mais la nature n'est pas très productive. Ainsi, selon ces scientifiques, le rendement théorique maximum de ce processus pour les grandes cultures comme le blé ou la betterave à sucre ne serait que de 5 %."Les plantes, algues et certaines bactéries convertissent la lumière et le CO2 en hydrates de carbone", a précisé devant la presse Anne Jones, professeur de biochimie à l'Université d'Arizona (sud-ouest). Elle a présenté une communication à la conférence de l'AAAS.
"En fait, a-t-elle noté, tous les carburants fossiles que nous utilisons ont été produits ainsi". Les hydrates de carbone ou encore des glucides sont une source importante de l'alimentation humaine. Mais "malheureusement ce processus est relativement inefficace", a ajouté cette bio-chimiste. Si le taux de conversion de la photosynthèse pouvait être accru, même de quelques points, le potentiel d'accroissement des rendements agricoles ou de la production d'une source de bio-énergie abondante "serait très important", ont convenu ces chercheurs. Anne Jones a expliqué cette limite par la saturation assez rapide d'une enzyme appelée Rubisco qui catalyse le CO2, entraînant un ralentissement de la production d'hydrate de carbone.
Le résultat, c'est qu'une grande partie de l'énergie lumineuse de la plante est gaspillée. Cette bio-chimiste propose de récupérer ces électrons perdus durant la photosynthèse en créant, au niveau cellulaire, des "nanofils" biologiques pour les transférer dans une autre cellule produite par manipulation génétique pour fabriquer de l'énergie et des nutriments.
Howard Griffiths, un physiologiste à l'Université de Cambridge (GB), cherche à améliorer la photosynthèse du riz en manipulant l'enzyme Rubisco pour en décupler l'efficacité. C'est un peu comme un moteur à injection en mécanique. Certaines cultures comme la canne à sucre ou encore les algues et des bactéries sont naturellement dotées d'un "Rubisco" à haute performance grâce à un mécanisme moléculaire appelé C4. Cette nouvelle machinerie cellulaire pourrait être intégrée dans la cellule de la plante du riz par manipulation génétique pour obtenir de plus grands rendements dans les récoltes.
La troisième approche pour améliorer la photosynthèse présentée à Vancouver est explorée par Richard Cogdell, un biologiste de l'Université de Glasgow en Ecosse. Elle consiste à développer une feuille artificielle capable de produire directement un bio-carburant à partir du CO2 et de l'eau. Ce bio-carburant serait un terpène, hydrocarbure produit par des plantes et principal composant de la résine végétale dont est dérivée la térébenthine. "Nous n'en sommes pas encore là mais nous avons une feuille de route qui nous a amenés à mi parcours dans la direction pour surmonter ce défi....l'un des plus difficiles auxquels est confrontée l'humanité", a jugé Richard Cogdell.
