Le système peut fonctionner grâce à un mélange de composés organiques. Crédits photo : ©CNRS Photothèque/Kaksonen
Un laboratoire rennais met au point des biopiles capables de nettoyer les eaux usées en produisant de l'électricité.
Sur un coin de table de son laboratoire de l'université de Rennes-I, Frédéric Barrière fait la démonstration d'une petite pile fonctionnant grâce à la symbiose de petites plantes et de bactéries. Une petite diode électroluminescente branchée aux deux pôles du dispositif s'allume, prouvant que le système produit du courant.«La production d'électricité est très modeste, mais cela fonctionne très simplement, avec des organismes vivants, s'enthousiasme Frédéric Barrière, maître de conférences et chercheur au laboratoire de sciences chimiques de Rennes, une des plus grosses unités mixtes du CNRS pour la chimie en France. Je ne vais pas vous mentir et vous dire que vous allez faire rouler votre voiture avec ça, mais il existe tout de même des potentiels de production d'énergie très excitants.» Le système est notamment à l'essai dans des stations d'épuration, avec le bénéfice double de produire de l'électricité tout en participant à la dépollution de l'eau.
La pile microbiologique sur laquelle travaille le chercheur rennais avec une jeune doctorante est une évolution assez étonnante d'un dispositif connu depuis plus d'un siècle, les piles à combustible, qui fonctionnent avec des électrodes plongées dans de l'hydrogène et de l'oxygène. Alors que ces piles «classiques» font appel à de très coûteux catalyseurs, comme le platine, pour enclencher les réactions chimiques à la surface des électrodes, les biopiles mettent en jeu un matériau vivant et peu coûteux : des bactéries. «On utilise des micro-organismes qui, au lieu de respirer l'oxygène de l'air, respirent directement le métal de l'électrode et lui transfèrent des électrons, qui circulent dans la pile et produisent le courant, explique Frédéric Barrière. Et le plus étonnant, c'est que les bonnes bactéries, quand on les met dans les conditions adéquates, c'est-à-dire dans un environnement sans oxygène, viennent d'elles-mêmes s'accrocher à l'électrode, par une sorte de processus de sélection naturelle.»
Pour les stations d'épuration
Pour faire fonctionner la pile et produire de l'électricité, il suffit de nourrir la fine couche de bactéries. Ce «carburant» peut notamment être un mélange de composés organiques que l'on trouve dans les eaux polluées. Une installation pilote fonctionnant avec les effluents liquides d'une brasserie est déjà à l'essai en Australie. Le système pourrait donc profiter aux stations d'épuration, qui sont en général très consommatrices d'électricité. Pour rendre cette biopile encore plus efficace et écologique, il est également possible de la mettre en contact avec des racines de plantes photosynthétiques, qui captent le CO2 émis par les bactéries, tout en leur fournissant les glucides dont elles ont besoin pour se nourrir.L'équipe rennaise, dont les travaux sont en partie financés par le projet européen de recherche Plant Power, concentre ses efforts sur la surface des électrodes, pour optimiser les échanges avec les bactéries et augmenter la production d'électricité. Si certains métaux ne peuvent être utilisés car ils empoisonnent les micro-organismes, les électrodes peuvent en revanche être fabriquées avec d'autres matériaux conducteurs, peu coûteux et biocompatibles, comme le graphite.
