Des chercheurs de l’Université de Binghamton (USA) proposent d’utiliser des bactéries afin de transformer les déchets fermentés en PHA, un plastique biodégradable pouvant notamment servir à la fabrication d’emballages. Les PHA sont une famille de bioplastiques obtenus par fermentation bactérienne, dont la composition et la structure chimique varient suivant différents paramètres : nature du substrat, type de bactérie, conditions de fermentation, etc.
L’équipe de chercheurs américaine propose d’utiliser une bactérie appelée C. necator, afin de convertir les déchets alimentaires en acide lactique, puis en PHB, un monomère de PHA à courtes chaînes carbonées. En milieu aérobie, la dégradation de la matière organique par des micro-organismes conduit forcément à la formation de CO2, puisque les sucres sont complètement transformés en CO2 et en H2O. À l’inverse, le processus de fermentation anaérobie (c’est-à-dire sans oxygène) qui se produit lors de la méthanisation conduit majoritairement à la formation de CH4, un gaz à effet de serre bien plus puissant que le CO2, mais qui a l’avantage d’être utilisable comme biogaz.
De son côté, la fermentation lactique est également un processus anaérobie, mais qui n’émet pas de CO2 ni de CH4, les sucres étant transformés en acide lactique. Or, cet acide lactique est une molécule particulièrement polyvalente, qui peut servir de matière première à de nombreux produits, notamment des polymères biodégradables, des solvants biosourcés (esters lactiques), des plastifiants, mais aussi à de nombreux précurseurs chimiques (propylène glycol, acryliques, etc.). La transformation de déchets alimentaires en acide lactique répond ainsi à un double enjeu environnemental. D’une part, elle évite une partie des émissions de CO2 et d’autre part, elle réduit le gaspillage, puisque le déchet redevient une ressource.
Les travaux conduits par l’équipe de chercheurs de l’Université de Binghamton et publiés dans la revue Bioresource Technology présentent, en outre, un fort intérêt industriel, car ils offrent des perspectives de réduction des coûts de production en PHA. En effet, la production de plastiques biodégradables est actuellement réputée pour être très coûteuse, car elle repose sur des substrats de sucre raffiné et des cultures pures de micro-organismes. Le fait d’utiliser des déchets organiques au lieu du sucre raffiné permet donc de réduire fortement le coût en matière première, tout en diminuant l’impact environnemental. Par ailleurs, le procédé mis en place par les chercheurs est particulièrement robuste, à condition de maîtriser certains paramètres : mélange des types d’aliments dans des ratios connus et contrôle de la température et du pH durant la fermentation, afin de favoriser la croissance des bactéries productrices d’acide lactique. Les résultats de l’étude démontrent également que les déchets utilisés peuvent être stockés pendant au moins une semaine, sans réduire le taux de bioconversion, ce qui offre une certaine flexibilité dans la collecte à échelle industrielle.
Science Direct : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852425006856?via%3Dihub
