Une équipe internationale de chercheurs pense avoir percé de nouveaux
secrets dans la
photosynthèse qui pourraient révolutionner les carburants durables et aider à lutter
contre le
changement climatique. Selon leurs travaux, il est possible d’extraire une charge électrique au
meilleur moment possible de la photosynthèse afin de récolter la quantité
maximale d’électrons en vue d’une utilisation potentielle dans les réseaux
électriques et certains types de batteries. Cela pourrait également
améliorer le développement des biocarburants. Bien que cela soit encore
prématuré, les résultats, publiés dans la revue
Nature, pourraient réduire les gaz à effet de serre dans l’atmosphère et
permettre d’améliorer les panneaux photovoltaïques.
La principale avancée a été réalisée lorsque les chercheurs ont observé le
processus de photosynthèse à des échelles de temps ultrarapides. «
Nous pouvons prendre des photos à différents moments, ce qui nous
permet d’observer les changements dans l’échantillon très, très
rapidement – un million de milliards de fois plus vite que votre iPhone
», explique Tomi Baikie, du Cavendish Laboratory de l’université de
Cambridge.
L’équipe a utilisé une technique appelée spectroscopie d’absorption
transitoire ultrarapide, qui consiste à éclairer un échantillon avec des
impulsions laser et à enregistrer ce qui se passe à des intervalles
extrêmement courts. Il est ainsi possible d’observer les électrons qui se
déplacent tout au long du processus de photosynthèse. Les démonstrations
précédentes consistaient à relier des cyanobactéries, des algues et
d’autres plantes à des électrodes pour créer ce que l’on appelle des
cellules bio-photo-électrochimiques qui exploitent le processus de
photosynthèse pour produire de l’électricité.
Une voie de circulation de l’énergie inconnue
Tomi Baikie a déclaré qu’il avait été surpris de découvrir, au début du
processus, une voie de circulation de l’énergie inconnue jusqu’alors, qui
pourrait permettre d’extraire la charge de manière plus efficace. «
Nous dépendons des plantes pour tout ce que nous mangeons et pour l’air
que nous respirons, et peut-être pourrions-nous aussi utiliser leurs
électrons
», pense-t-il.
Les scientifiques ont découvert que l’endroit de la cellule où commence la
photosynthèse laissait échapper des électrons. Dans la nature, ce phénomène
pourrait protéger les plantes des effets nocifs de la lumière du soleil. La
découverte de cette « fuite » pourrait également avoir des implications
majeures pour la production de biocarburants renouvelables, généralement
dérivés de plantes ou d’algues.
Les biocarburants peuvent être neutres en carbone parce qu’ils absorbent le
dioxyde de carbone lorsque les plantes sont cultivées et le rejettent dans
l’atmosphère lorsqu’ils sont brûlés, contrairement aux combustibles
fossiles qui libèrent le carbone stocké dans les profondeurs de la Terre.
La quantité de carbone que les biocarburants ajoutent ou retranchent à
l’atmosphère dépend de la façon dont les plantes sont cultivées et dont le
carburant est produit. Cette recherche pourrait être utilisée pour
développer des processus plus efficaces de création de biocarburants.
«
Il s’agit d’une approche totalement nouvelle de la production de
biocarburants. Nous collectons des électrons aux points les plus
précoces et les plus puissants de la photosynthèse et nous les
acheminons là où ils se trouvent
», détaille Jenny Zhang, coordinatrice de la recherche. Elle ajoute qu’au
début, l’équipe était convaincue d’avoir commis une erreur. «
Il nous a fallu un certain temps pour nous convaincre que nous avions
réussi
».
« cultiver notre énergie comme nous cultivons notre nourriture »
Cette percée promet essentiellement d’exploiter davantage l’incroyable
efficacité de la photosynthèse lorsqu’il s’agit de transformer la lumière
du
Soleil en énergie. «
Ce qui rend la photosynthèse vraiment spéciale, c’est son efficacité
proche de 100 % dans la conversion de la lumière en électrons
», poursuit Tomi Baikie. «
En comprenant les mécanismes de la photosynthèse, nous pouvons nous
inspirer de ces connaissances pour améliorer la technologie des
cellules photovoltaïques
existantes.
»
En plus de produire de l’énergie plus efficacement, le perfectionnement de
la photosynthèse pourrait également permettre aux plantes de mieux absorber
et stocker le dioxyde de carbone, contribuant ainsi à la lutte contre le
changement climatique.
Jenny Zhang imagine un avenir dans lequel l’exploitation de la
photosynthèse nous permettrait de « cultiver notre énergie comme nous cultivons notre nourriture ».
Selon elle, les nouvelles connaissances tirées de cette recherche
pourraient même donner un coup de pouce aux cultures en les rendant plus
tolérantes à la lumière intense du soleil.
«
À long terme, si nous pouvons produire de l’énergie et des carburants
renouvelables à partir de matériaux vivants qui s’auto-génèrent et
s’auto-recyclent, il s’agira de l’une des options les plus écologiques
que l’on puisse imaginer en matière de développement durable.
»
Article de CNET.com adapté par CNETFrance
Image Une : Tomi Baikie/Cambridge University
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