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Décryptage

La production de biocarburants et d’intermédiaires de plus en plus sophistiqués révolutionne l’industrie de la biologie synthétique

Posté le par La rédaction dans Matériaux, Biotech & chimie

Tribune [Raymond bonnaterre]

Lors d’une observation rapide des marchés des biocarburants, il est possible de croire que leur champ d’action se limite au bioéthanol issu du sucre de cane brésilien ou du maïs américain, additif à l’essence, ou bien aux esters méthyliques ou éthyliques des acides gras, additifs au gazole, issus des cultures d’oléagineux divers tels que les palmiers à huile de Malaisie ou d’Indonésie.

Dans les faits, une recherche attentive  montre que l’équation technologique et économique dans ce domaine est beaucoup plus complexe. Elle comporte deux grands volets : l’un, largement commenté dans les médias, qui consiste à diversifier et élargir les ressources de biomasse à divers résidus lignocellulosiques tels que les déchets issus de l’industrie du bois, l’autre, moins grand-public, qui consiste à obtenir des produits finis de plus grande valeur ajoutée qui permettent de financer des projets beaucoup plus sophistiqués que de simples distilleries cantonales que sont les raffineries de bioéthanol actuelles. 

Une remarque préalable importante : toutes ces recherches, ces développements, ces industrialisations sur les biocarburants, quoiqu’en pensent ou déclarent certains,  n’ont pas pour objet premier de réduire de quelques misérables tonnes les émissions mondiales de CO2, ce qui serait un objectif ridicule par rapport aux milliards de tonnes relargués annuellement dans le monde. Elles ont pour objet essentiel de produire des ersatz ou des additifs aux produits pétroliers dont les prix sont appelés à poursuivre leur inexorable progression, sous la pression d’une demande mondiale croissante, tirée essentiellement par la progression des transports routiers, maritimes ou aériens, composants de la croissance des échanges économiques dans le monde.

L’apport à bons prix de biocarburants ou d’intermédiaires de la pétrochimie participe au bilan onéreux de consommation d’énergie de la planète et limite l’appel aux dérivés du pétrole.

Si les industriels en France disposaient de la capacité de produire de façon rentable des biocarburants à partir de cultures locales ou de résidus forestiers, ils participeraient au bien-être des habitants de ce pays grâce aux emplois créés et surtout grâce à la réduction de la facture énergétique portant sur les importations de pétrole et de produits pétroliers.

Je voudrais ici illustrer ces propos à l’aide de quelques exemples des progrès industriels les plus significatifs, qui viennent bien-sûr des Etats-Unis,  pays où l’avance des sciences et des technologies a encore et plus que jamais, son mot à dire.

Le premier exemple, le plus original et le plus avancé, concerne la société californienne Amyris dans laquelle le pétrolier Total est actionnaire et partenaire industriel. Cette société, à l’aide d’une plateforme de biologie synthétique a su sélectionner des souches de microorganismes capables de transformer du sucre de cane en farnésène (FIG.) qui est un produit chimique insaturé (oléfine)  en C15 (sesquiterpène insaturé vous diront les vieux chimistes, isoprénoïde vous diront les adeptes plus jeunes du « globish » scientifique international).

  • Figure 1 : structure du farnésène (nommé biofene chez Amyris) et de ses dérivés (Remarque : les stéréochimies de l’artémisine et de son ester présentées ici ne sont pas homogènes sur un carbone lié au groupe peroxyde, l’une des représentations stériques, au moins, risque d’être erronée) 

Cette molécule de Farnésène présente l’intérêt d’être un intermédiaire de synthèse de l’artémisine qui est un médicament très efficace contre le paludisme, parfois associé  à son éther méthylique (voir fig.1).

Le farnésène peut être également hydrogéné pour conduire au farnésane saturé, alcane en C15, qui peut entrer dans la composition de kérosène ou de gazole. 

Formidable exemple de biologie synthétique qui conduit à un produit intermédiaire très précis qui peut, à son tour, conduire à diverses gammes de médicaments, de produits chimiques complexes comme les parfums ou des carburants. Pour en savoir plus sur cette aventure industrielle on pourra se reporter aux pages très-bien faites du site Total sur le sujet

Un autre exemple plus simple mais tout aussi intéressant est celui de l’entreprise américaine de biotechnologie Genomatica. Cette société a développé un procédé de biologie synthétique capable de produire à partir de nombreuses ressources de biomasse ou de gaz de synthèse du butanediol : 

HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH

Qui peut être utilisé dans la synthèse de nombreux polyester  ou  en passant par le butadiène dérivé CH2=CH-CH=CH2, dans la composition de nombreux élastomères dont les monomères proviennent bien souvent de la pétrochimie ou de la carbochimie. Cette entreprise a lié des relations de collaboration industrielles avec de nombreux chimistes et utilisateurs dans le monde. 

Citons également l’américain GEVO qui sur les unités de production de bioéthanol propose de produire de l’isobutanol qui peut être utilisé comme solvant ou comme biocarburant et qui transformé en isobutylène peut être utilisé dans de nombreuses synthèses de polymères.

  • Figure 2

Les affaires pour GEVO semblent être difficiles puisque dans sur son unité de Luverne (Minnesota) cette société aurait repris les anciennes productions d’éthanol.

En conclusion, ces quelques exemples montrent que la biologie synthétique, science encore jeune, va nous conduire vers la production de produits chimiques de plus en plus complexes et dont la valorisation sera suffisamment élevée pour pouvoir amortir les investissements de recherches, de développements et d’industrialisations. Les cas examinés ici montrent que la réussite de ces projets repose sur des adossements des structures innovantes à des entreprises industrielles solides. L’association du pétrolier Total au californien Amyris illustre parfaitement ce propos.

Les positions critiques de la Commission Européenne sur les biocarburants, qui voudraient en limiter l’usage, ignorent cette partie innovatrice de la biologie synthétique…et c’est bien dommage.

Par Raymond Bonnaterre

 
Pour aller plus loin

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