Ce procédé révolutionnaire permet aux plantes de pousser plus vite et sans Soleil

La photosynthèse est à la base de la vie sur Terre. Ce processus s’est étalé sur des centaines de millions d’années avant d’inonder l’atmosphère de particules respirables. Grâce à lui, les plantes transforment l’énergie solaire en énergie chimique. La lumière est ensuite stockée dans le glucose végétal, entraînant l’absorption du dioxyde de carbone (le CO2, l’un des principaux gaz à effet de serre) et libérant du dioxygène (O2). Ce qui nous permet d’exister aujourd’hui est donc un déchet produit par la biomasse organique mondiale.

La photosynthèse sans lumière du Soleil

Pour que la photosynthèse ait lieu, trois éléments sont indispensables : l’eau, le CO2 et la lumière solaire. Conséquemment, cette réaction chimique dépend de la présence de notre étoile. Cependant, une équipe scientifique américaine du Centre de biologie des cellules végétales, à Riverside (Californie, États-Unis), vient juste de mettre au point une méthode qui déclenche artificiellement la pousse des plantes sans lumière naturelle. Ce système existe déjà sous plusieurs formes. Néanmoins, la particularité novatrice de cette trouvaille réside dans son rendement qui est de loin supérieur à la photosynthèse biologique.

Les auteurs de l’étude (parue dans Nature) affirment que « les systèmes de photosynthèse artificielle sont proposés comme voie alternative efficace pour capter le CO2 afin de produire des aliments supplémentaires pour une demande mondiale croissante ». En d’autres termes, une pousse accélérée des plantes absorberait plus de dioxyde de carbone d’une part, et nourrirait une population toujours plus nombreuse d’autre part. Il s’agit d’un double effet positif non négligeable en cette époque contemporaine en proie au trouble.

Pour ce faire, les scientifiques utilisent un courant électrique sur un catalyseur contenant de l’oxygène et du dioxyde de carbone, technique appelée électrocatalyse. Cette stimulation enclenche la production d’acétate issue de la conversion de l’eau et du CO2, engagée d’ordinaire par la lumière solaire. Le composé chimique obtenu permet par la suite de cultiver divers organismes dans l’obscurité.

 

photosynthèse artificielle

Schéma du procédé de photosynthèse artificiel. Crédits : Elizabeth C. Hann et coll./Nature

Une production accentuée et moins énergivore

D’après les biologistes, quelques panneaux photovoltaïques suffisent à faire pousser de grandes quantités de nourriture, un avantage qui pèse énormément dans la balance. En outre, les plantes convertissent très mal la lumière du Soleil. Elles ne synthétisent en effet que 1 % de cette énergie. Cette nouvelle technique multiplie donc la rentabilité du processus chimique interne des végétaux par quatre, activant une croissance plus rapide des cultures. D’ailleurs, certaines levures pourraient même subir une efficacité dix-huit fois plus importante.

« En alimentant l’électrolyse avec le photovoltaïque, la conversion de la lumière du soleil et du CO2 en nourriture dans notre système (photovoltaïque en électrolyse, acétate en levure) est presque dix-huit fois plus efficace pour la conversion de l’énergie solaire en biomasse que la production alimentaire typique », expliquent les chercheurs.

Une liste d’utilisation sans fin

Ce procédé n’en est qu’à ses balbutiements et le chemin à parcourir reste encore long. Ainsi, une commercialisation à court terme n’est pas envisageable. Néanmoins, il permettrait un jour prochain d’accroître la productivité de l’industrie agroalimentaire. De plus, les zones du globe régulièrement touchées par la sécheresse pourraient exploiter cette manœuvre afin de pallier la famine. Enfin, les légumes pourraient grandir au sein des stations spatiales et autres futurs projets du même acabit. Et la liste des applications à venir n’a pas fini de s’agrandir.

champsCrédits : Pexels/Pixabay

Les chercheurs et les sociétés du monde entier mettent la main à la pâte afin de dénicher des solutions innovantes, productives et durables, tout en économisant l’énergie au maximum. En Autriche, une start-up a par exemple lancé les premières « fleurs solaires » qui s’implantent plus facilement que les grands transformateurs existants. Sur la même lancée, des ingénieurs américains ont quant à eux conçu des feuilles artificielles capables d’absorber cent fois plus de CO2 qu’une feuille organique.

 

 

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