Biotechnologies blanches Vers une utilisation plus large de ressources renouvelables

Les biotechnologies blanches, avec leurs micro-organismes et enzymes, offrent des solutions en plein développement pour la production de bioénergie et de nouvelles générations de molécules issues des plantes. C’est ce qu’a montré une « rencontre de l’Inra » organisée par l’institut le 4 mars. Non seulement ces biotechnologies élargissent l’utilisation des ressources renouvelables, mais elles donnent naissance à des procédés qui réduisent la pollution, la consommation d’énergie et d’eau.

« Les biotechnologies blanches sont un élément clef pour conduire à une plus grande utilisation des ressources renouvelables », a souligné Pierre Monsan, professeur à l’Insa de Toulouse et à l’École des mines de Paris. L’amélioration des performances des catalyseurs enzymatiques, qui sont des outils de choix pour la transformation des matières premières biologiques, est aujourd’hui accélérée par des avancées dans plusieurs domaines, a cité Pierre Monsan : l’approche métagénomique (accès à la diversité génétique des micro-organismes non cultivés), la modélisation des protéines, la biologie moléculaire et le criblage à haut débit des variétés. Le criblage à haut débit des variétés est un moyen de sélectionner les caractères recherchés en examinant le génome de la plante, au lieu d’attendre qu’elle soit devenue adulte.

En outre, « les micro-organismes (bactéries, levures) sont plus faciles à modifier que les plantes supérieures » et les technologies actuelles parviennent à les rendre « assimilables à des usines cellulaires (ingéniérie métabolique) ».

Déjà les progrès de l’ingéniérie métabolique « ont permis d’élargir le spectre des molécules » fabriquées à partir de matières premières renouvelables, a témoigné Christophe Rupp-Dalhem, directeur de la recherche sur la chimie du végétal chez Roquette. Il a cité la « bioproduction » de méthionine, acide aminé essentiel, pour l’alimentation des volailles, la « bioproduction » d’acide glycolique, intermédiaire de nouveaux « polymères-barrière » (propriétés « barrières » des polymères utilisés comme emballages, contre l’entrée de l’oxygène et de l’eau), et la « bioproduction » d’acide succinique pour la fabrication de films et emballages.

Pour Jean-François Rous, directeur adjoint et prospective chez Sofiprotéol, « le partenariat public-privé est un duo gagnant pour les biotechnologies blanches ». L’établissement financier de la filière oléo-protéagineuse, qui a depuis le début des années 1990 travaillé en partenariat avec l’Institut français du pétrole pour la mise au point du Diester, avec l’Inra, le Cirad (recherche agronomique tropicale) et le CNRS pour l’amélioration des oléoprotéagineux, va « poursuivre » dans cette voie « en intégrant de nouvelles technologies telles que la biotechnologie et le traitement thermique de la biomasse ». Et ce d’abord dans la valorisation des oléoprotéagineux, et ensuite dans la valorisation de la biomasse lignocellulosique.

Ce même 4 mars, Jean-Luc Gurtler, chef de l’unité « analyses transversales » à l’office FranceAgriMer, a rappelé que le passage des biocarburants de la première génération à la seconde devrait se faire – sauf sursaut technologique majeur, imprévisible actuellement – de manière progressive. Les usines d’éthanol de première génération devraient peu à peu être transformées en unités de production d’éthanol de seconde génération. Les usines de biodiesel de première génération quant à elles « pourront s’orienter vers la chimie du végétal » (pour la production de biolubrifiants et tensio-actifs entre autres).

Le développement de la bioraffinerie passera nécessairement par des partenariats public-privé multidisciplinaires. C’est le but du projet Biocore (Biocommodity refinery). Coordonné par l’Inra, ce programme de recherche européen portant sur la transformation de la biomasse en biocarburants et polymères de seconde génération a été lancé le 4 mars au Salon de l’agriculture. Il disposera d’un budget de 20,3 millions d’euros dont 13,9 millions de l’Union européenne au titre du 7e programme cadre de recherche et développement (PCRD) sur quatre ans. Il réunit 24 partenaires dont dix entreprises privées (Syral, filiale de Terreos, Arkema ou encore le néerlandais DSM) et 13 organismes de recherche publics. L’objectif est de trouver des voies de transformation de l’ensemble de la biomasse issue de résidus céréaliers et forestiers et de taillis à courte rotation, pour valoriser ses principaux composants : la cellulose, l’hémicellulose et la lignine. « On essaie de s’éloigner du paradigme de bioraffinerie qui consiste à ne valoriser que la cellulose », explique Michael O’Donohue, pour élargir les sources d’approvisionnement ainsi que les débouchés, notamment pour l’industrie chimique.

En Europe, les chercheurs estiment que les résidus céréaliers représentent un gisement de 40 millions de tonnes dont environ la moitié est mobilisable. Tandis qu’en Asie ce sont 700 millions de tonnes qui seraient disponibles (paille de riz principalement). « Il faudra quand même veiller à ne pas récupérer la totalité de la paille au risque d’appauvrir les sols », prévient Guy Riba, vice-président de l’Inra. La mobilisation de la biomasse sera au cœur des préoccupations de ce programme qui prend en compte l’ensemble de la chaîne de valeur (de la plante au consommateur). Un des principaux axes de recherche du projet sera de parvenir à produire de l’éthylène à partir de la biomasse pour le transformer en PVC un important intermédiaire pour l’industrie de la chimie. La valorisation de la lignine aujourd’hui considérée comme un déchet, est également une des pistes importantes qu’entendent explorer chercheurs et industriels. « D’un point de vue économique, il y a une grande cohérence à mener des recherches à la fois sur les biocarburants et la chimie verte », précise Guy Riba. Des pilotes industriels devraient entrer en fonction d’ici deux ans, le temps pour les différents acteurs de valider les choix de recherches.