Le dynamisme confirmé des trois centres de recherche sur les bioénergies financés par le ministère de l’Energie

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Depuis leur création en 2007, les trois centres de recherche sur les bioénergies financés par le ministère américain de l’Energie (US Department of Energy – DoE) ont apporté des innovations notables dans le domaine des biocarburants dits « avancés » ou de seconde génération. Cela se traduit aujourd’hui par l’enregistrement de leur 500ème déclaration d’invention.

Des centres de recherche sur les bioénergies pour accélérer la recherche sur les biocarburants cellulosiques

Les trois centres de recherche sur les bioénergies (Bioenergy Research Centers – BRCs), à savoir le Bioenergy Science Center, conduit par l’Oak Ridge National Laboratory, le Great Lakes Bioenergy Research Center, conduit par l’Université du Wisconsin-Madison, et le Joint Bioenergy Institute, conduit par le Lawrence Berkeley National Laboratory, ont été créés en 2007 suite à un appel à candidature lancé par le ministère américain de l’Energie dans le but d’accroître l’effort de recherche sur les biocarburants « avancés », et plus particulièrement les biocarburants cellulosiques, encore peu développés aux Etats-Unis. Ils bénéficiaient chacun d’un financement de 125 millions de dollars pour la période 2007-2013, financement qui a été renouvelé en 2013 pour une nouvelle période de 5 ans [1]. Ces centres ont ainsi pour mission de répondre aux principaux défis relatifs aux biocarburants avancés, qui se posent à la fois en termes de coûts et d’accessibilité, de durabilité et de capacité de développement à grande échelle - le but ultime étant de développer des biocarburants durables et compétitifs par rapport aux carburants fossiles et aux biocarburants dits de première génération [2].

Chacun des trois centres regroupent à la fois des universités, des laboratoires nationaux et des entreprises et sont répartis sur le territoire américain.

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Figure 1 : Carte des centres de recherche sur les bioénergies et de leurs partenaires (source : DoE - Office of Science)

Les BRCs se caractérisent par leur dimension pluridisciplinaire, rassemblant des experts dans différents domaines, tels que l’écologie, la botanique, l’agronomie, la microbiologie, la biochimie, la chimie, l’informatique ou encore l’économie. Cela leur permet de couvrir l’intégralité des enjeux liés au développement des biocarburants cellulosiques.

Des centres dynamiques travaillant sur l’ensemble des enjeux de la filière

Les travaux menés par les BRCs portent à la fois sur le développement de cultures mieux adaptées (parois cellulaires « optimisées » pour la déconstruction et meilleur potentiel de rendement), les processus de déconstruction de la biomasse (amélioration d’enzymes et de microorganismes responsables de l’extraction des sucres à partir de la biomasse) et la synthèse de biocarburants (développement de nouvelles voies métaboliques pour produire des biocarburants avancés). Les trois centres travaillent tous sur l’ensemble de ces objectifs mais en les abordant sous différents angles. Par exemple, les procédures de prétraitement de la biomasse, afin d’obtenir les sucres fermentescibles qui pourront être convertis en biocarburants, sont étudiées par les trois centres mais ceux-ci développent des technologies différentes :

  • Le GLBRC travaille plus particulièrement sur un procédé de prétraitement à base d’ammoniac, comme le système AFEX, permettant aux enzymes d’avoir accès plus facilement aux polymères de sucres qui forment la cellulose des plantes [3].
  • Le JBEI développe, lui, des technologies de prétraitement basées sur les liquides ioniques, présentant la capacité de dissoudre la biomasse cellulosique et faciliter l’hydrolyse en sucre [4].
  • De son côté, le BESC se concentre sur la manière de réduire, voire d’éliminer, l’étape du prétraitement en travaillant sur des technologies de biotraitement consolidé (consolidated bioprocessing - CBP), faisant intervenir des microorganismes multifonctionnels capables de convertir la biomasse cellulosique en produit voulu en une seule étape [5].

Depuis leur création, les BRCs ont développé un éventail de nouvelles méthodes et de nouveaux outils visant à faciliter la production de biocarburants cellulosiques. La Mission pour la Science et la Technologie aux Etats-Unis se fait régulièrement l’écho des résultats des travaux menés par ces centres [6] [7] [8]. Les avancées portent sur l’ensemble des enjeux décrits plus hauts. On citera, par exemple, la sélection de variétés de panic ("switchgrass") avec des potentiels de rendement élevés ; le développement de plantes présentant de l’hémicellulose modifiée et une plus forte concentration en sucre, facilitant le processus de déconstruction et réduisant les coûts de conversion ; ou encore le développement d’un microorganisme qui permet d’obtenir de l’isobutanol directement à partir de la cellulose [9].

Ces avancées ont conduit les trois centres de recherche à faire part de leur 500ème déclaration d’invention au début du mois de mars 2016, révélant le dynamisme de leurs travaux. Cela vient s’ajouter au plus de 300 demandes de brevets et plus de 100 licences [10].

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Figure 2 : Nombre total de déclarations d’invention, de demandes de brevet et de licences déposées par les trois centres de recherche sur les bioénergies de 2008 à 2015 (source : GLBRC)

Pour cela, les trois instituts travaillent, également, en étroite collaboration avec leurs partenaires industriels afin d’assurer l’accès au marché des nouvelles technologies qu’ils développent et promeuvent la création de start-up autour des découvertes les plus prometteuses [11] [12] [13].

Pour en savoir plus :
- http://www.france-science.org/Il-y-aura-finalement-3-centres-sur.html
- http://genomicscience.energy.gov/centers/index.shtml


Rédacteur :
- Chloé Bordet, attachée adjointe pour la science et la technologie, Chicago : deputy-agro@ambascience-usa.org