Du switchgrass au gaz ?

Lorsque le président Bush a parlé lors de son discours sur l'état de l'Union de la transformation de ce qu'on appelle le panic raide en une future source d'éthanol, réduisant ainsi la dépendance des États-Unis à l'égard du pétrole, cela a certainement attiré l'attention de R. Michael Raab.

Raab est président et fondateur d'Agrigida, une startup de biotechnologie basée à Cambridge, MA, qui souhaite ajouter des gènes aux plantes pour les rendre moins chères et plus faciles à transformer en éthanol. Il espère que la technologie que son entreprise développe fera de l'éthanol dérivé de plantes, y compris le panic raide, une alternative viable à l'essence.

Pour l'instant, l'entreprise concentre ses efforts sur le maïs, déjà source d'éthanol. Mais la production d'éthanol standard utilise uniquement les grains. Les fabricants d'éthanol traitent les grains à l'aide d'enzymes qui décomposent l'amidon en sucres simples. Les sucres sont ensuite introduits dans une cuve de fermentation, où la levure les digère et produit de l'éthanol. Mais dans ce processus, les tiges et les feuilles de maïs – environ la moitié de la masse végétale – sont jetées.

L'utilisation de la plante entière produirait beaucoup plus d'éthanol - mais les sucres dans les tiges et les feuilles sont sous forme de cellulose, qui est une chaîne de molécules de sucre beaucoup plus complexe. Pour décomposer la cellulose en sucres simples pour la levure, il faut un processus de préconditionnement comprenant de la chaleur, une pression élevée et des acides. Aujourd'hui, ce processus est trop coûteux pour en valoir la peine - comme il le serait également pour le panic raide, une herbe ligneuse originaire d'Amérique du Nord qui peut atteindre neuf pieds de haut (et que personne n'utilise maintenant pour l'éthanol).

Agrivida propose d'ajouter aux plants de maïs des gènes qui produiront des enzymes pour décomposer la cellulose. Cela facilite beaucoup la transformation de la cellulose en sucre, réduisant les coûts de production à un point tel qu'il est possible d'utiliser toute la plante, explique Raab. Il prédit que le processus sera environ 50 % moins cher que les processus actuels une fois arrivé à maturité. Et il pourrait être adapté au panic raide, dit-il.

Cependant, les enzymes qui décomposent les éléments structurels du maïs peuvent également affaiblir les tiges. Agrivida a donc repensé les enzymes pour qu'elles restent inactives pendant la vie de la plante. Ce n'est que lorsqu'elles rencontrent les conditions de traitement, telles qu'une augmentation de la température ou de la pression ou un changement du niveau de pH, que les enzymes sont activées. (Raab n'expliquera pas le processus en détail car cela fait partie d'une demande de brevet.)

De toute évidence, il y a beaucoup d'énergie potentielle à exploiter. Une étude du Laboratoire national d'Argonne estime qu'un gallon d'éthanol produit à partir de grains de maïs dans les processus actuels fournit environ 20 000 BTU de plus d'énergie que l'énergie nécessaire à sa fabrication. L'étude prévoit que l'utilisation de la cellulose du panic raide triplerait ce gain net, à environ 60 000 BTU par gallon, principalement parce que peu de combustible fossile serait utilisé dans la culture de l'herbe. Mais les coûts doivent baisser pour rendre cela pratique.

C'est de cet éthanol cellulosique que le président Bush a parlé lorsqu'il a proposé d'ajouter 150 millions de dollars au budget fédéral de l'année prochaine pour la recherche sur l'utilisation du panic raide. Raab dit que le panic raide est attrayant; d'une part, un acre de terre peut produire quatre fois la masse de panic raide que de maïs. Et le panic raide est beaucoup plus résistant et plus facile à cultiver que le maïs. Le bilan énergétique de l'éthanol issu du panic raide est considérablement meilleur, dit-il. Il ne nécessite pas tout l'engrais, toute l'irrigation, toute l'intensité énergétique du maïs.

Les scientifiques estiment que l'éthanol pourrait remplacer environ 30 pour cent de la demande d'essence sans affecter la production alimentaire. À l'heure actuelle, l'éthanol, mélangé à de l'essence, ne représente qu'environ 2% du carburant des voitures américaines. Le panic raide peut être cultivé sur des terres marginales qui ne pourraient pas soutenir l'agriculture vivrière. Et des expériences ont montré qu'un acre de terre peut produire de 6 à 15 tonnes de panic raide, produisant environ 100 gallons d'éthanol par tonne.

Edenspace Systems de Dulles, en Virginie, essaie également de modifier génétiquement le maïs et le panic raide pour qu'ils soient de meilleures sources d'éthanol. C'est clairement une idée qui a fait son chemin, déclare Ken Keegstra, directeur du Department of Energy Plant Research Laboratory de la Michigan State University, qui est récemment devenu conseiller d'Agrigida. Je pense que quiconque le met en œuvre de manière pratique a un vrai gagnant entre les mains.

Cependant, il faudra du temps avant que quelqu'un mette de l'essence dérivée du panic raide dans sa voiture. Jusqu'à présent, Agrivida a conçu des enzymes sur ordinateur et les a cultivées dans des bactéries, mais ils doivent encore tester comment les enzymes agissent dans les plantes. Raab espère commencer les essais sur le terrain à la fin de 2007, afin d'obtenir l'approbation du département américain de l'Agriculture pour commencer à commercialiser son maïs en 2010. L'adaptation de la méthode au panic raide nécessiterait deux ou trois années supplémentaires de recherche universitaire, dit Raab.

cacher