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Des restes à l'énergie
Niché dans les terres agricoles entourant le campus de l'Université de Californie à Davis (UC Davis) se trouve un ensemble de cuves géantes remplies de microbes affamés. Les insectes dévorent les restes de la cafétéria et les tontes de gazon et les convertissent en biogaz, principalement du méthane, qui peut être brûlé pour produire de l'électricité ou comprimé en liquide pour alimenter des véhicules spécialisés. Cependant, les scientifiques en savent peu sur les microbes producteurs de gaz vivant dans les réacteurs. Mais un nouveau projet de séquençage des génomes des microbes pourrait changer cela, permettant aux chercheurs de comprendre comment les insectes effectuent leurs tâches digestives et suggérant de nouvelles façons de fabriquer des bioréacteurs plus productifs.
Le séquençage de ces organismes nous donnera une meilleure idée de qui sont les acteurs afin que nous puissions mieux contrôler les conditions ou améliorer la conception pour améliorer encore la conversion des déchets en biogaz, dit Ruihong Zhang , le bio-ingénieur de l'UC Davis qui a développé le système.
Des bioréacteurs similaires, appelés digesteurs anaérobies, sont couramment utilisés dans les usines de traitement des eaux usées. Le bioréacteur de Zhang, cependant, est différent car il est conçu pour fonctionner sur des solides, tels que les déchets alimentaires et de jardin. Il fonctionne 30 à 50 pour cent plus rapidement que les systèmes conventionnels et présente une nouvelle façon prometteuse de réduire les déchets des décharges, en produisant du gaz à combustion propre dans le processus. (Le gaz naturel, qui est principalement composé de méthane, libère moins de composés toxiques dans l'air que l'essence ou les carburants diesel.)
Une unité de démonstration de taille industrielle fonctionne à UC Davis depuis octobre dernier, convertissant huit tonnes de déchets de restaurants, de déchets de cafétéria et de tontes de pelouse en 300 000 à 600 000 litres de biogaz par jour, suffisamment pour alimenter environ 80 foyers. (À Davis, le gaz est utilisé pour l'électricité et alimente la station d'épuration voisine.)
Pourtant, les scientifiques en savent peu sur les microbes qui transforment les déchets en gaz. Dans la nature, les microbes qui effectuent la dégradation des déchets organiques et la génération de méthane existent dans une communauté anaérobie très complexe, et les isolats individuels de la communauté sont difficiles à cultiver, dit Jim Bristow , responsable du programme de séquençage communautaire au Joint Genome Institute du Department of Energy, à Walnut Creek, en Californie. Mais au cours des deux dernières années, des méthodes de séquençage des gènes plus rapides et moins chères ont offert aux microbiologistes un nouvel outil pour étudier les communautés microbiennes. Les scientifiques peuvent isoler l'ADN d'une goutte de boue de bioréacteur et générer la séquence génétique pour l'ensemble de la communauté microbienne. Le Joint Genome Institute utilisera cette approche pour séquencer les génomes des microbes dans le digesteur de Zhang l'année prochaine.
Les résultats devraient faire la lumière sur les types de microbes vivant dans le bioréacteur et les types de gènes qui prédominent. Les chercheurs pourront également examiner comment la communauté change sous différentes températures et acidités, ce qui peut considérablement altérer l'efficacité du système. Nous voulons comparer les types de microbes présents dans différentes conditions et essayer de comprendre pourquoi l'un [ensemble de conditions] fonctionne mieux que l'autre, dit Martin Wu , un généticien à l'UC Davis qui dirigera la partie génomique du projet.
Zhang s'est associé à Biosystèmes à vue , une startup basée à Davis, pour commercialiser le système. Elle dit que la technologie a suscité l'intérêt des producteurs alimentaires et des municipalités.