Produire de l’électricité à partir de bactéries et de… sucre

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Les portables de demain seront peut-être un jour rechargeables… au sucre. Des microbiologistes de l’université du Massachusetts étudient en effet comment certaines bactéries non toxiques peuvent s’agréger en biofilms capables de générer de l’électricité en continu.

Appelée pile à bactéries, « cette source d’énergie pourrait être utilisée dans les régions isolées qui ne sont pas raccordées au réseau électrique, telles que les régions rurales de l’Afrique sub-saharienne », a dit à America.gov Tony Kingsbury, directeur du Programme des produits et solutions durables de l’université.

Tous les êtres vivants doivent respirer pour produire de l’énergie

Au niveau des molécules, cette respiration se traduit par un échange d’électrons. Dans les cellules humaines et chez certaines bactéries vivant à l’air libre, des électrons sont échangés avec l’oxygène. Dans les milieux sans oxygène, les bactéries doivent échanger ces électrons avec d’autres composés, parfois métalliques : la respiration cellulaire génère alors un courant électrique correspondant au déplacement des électrons dans le métal.

Ces piles produisent une électricité comparable à celle des piles classiques, mais ne l’emmagasinent pas : elles émettent de l’énergie quand les bactéries sont alimentées. « Quand vous avez besoin d’électricité, vous donnez à manger aux bactéries, du sucre par exemple, » a ajouté Erika Parra.

L’équipe espère pouvoir utiliser un jour ces piles à bactéries novatrices pour générer de l’électricité dans les foyers. Ces dispositifs se présenteraient comme des aquariums qui contiendraient des bactéries microscopiques au lieu de poissons. Lorsque l’on nourrirait les bactéries, le « bio-générateur » produirait de l’électricité.

« Si nous parvenons un jour à produire une pile à bactéries efficace par rapport au coût et de dimensions suffisamment réduites, cela améliorera la qualité de vie de millions de personnes », a affirmé Mlle Parra. Il serait peut-être aussi possible de mettre au point de telles piles de petites dimensions pour alimenter des dispositifs portables qui fonctionnant actuellement sur piles électriques, par exemple des lampes de poche, des téléphones et des ordinateurs portables, et des radios.

Les piles à bactéries produisent de l’électricité en courant continu

Comme les piles classiques. Il faudra donc utiliser des convertisseurs pour obtenir le courant alternatif auquel marchent la plupart des appareils électroménagers. Les bio-générateurs produisent en outre de l’eau potable en tant que produit secondaire.

Pour les chercheurs, les batteries à bactéries pourraient d’abord servir à des équipements scientifiques comme les sondes de localisation sous-marine, que l’on attache aux baleines, par exemple. Elles seraient utiles, notamment, dans des endroits où les panneaux solaires sont inutilisables, comme les fonds sous-marins ou les grottes souterraines. Ensuite, les bactéries, comme toute haute technologie, pourrait progressivement travailler au service du plus grand public.

Afin de mettre au point une source d’énergie utile et d’un coût abordable, les chercheurs s’efforcent de maximiser la quantité d’énergie produite par ce processus.

« Nous essayons de déterminer quel est le milieu ambiant optimal, celui dans lequel les bactéries sont satisfaites et en bonne santé », a dit Erika Parra. Il semblerait d’abord que les bactéries apprécient d’être maintenues à température ambiante ou à des températures un peu plus chaudes.

Il semble aussi que les bactéries produisent davantage d’énergie lorsqu’elles sont nourries au vinaigre et à l’alcool résultant d’un processus de fermentation, a-t-elle précisé. L’équipe songe à combiner les biogénérateurs à un fermenteur, en un dispositif à deux phases. Des déchets alimentaires pourraient être introduits à un bout du système, où ils fermenteraient, et l’électricité serait recueillie à l’autre bout.

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