Quand les algues vertes produiront beaucoup d’hydrogène !

Pour les chercheurs, la planète se doit de trouver un moyen de produire du carburant à partir de sources renouvelables dans le but de remplacer les combustibles fossiles.

L’hydrogène est considéré comme l’un des carburants les plus prometteurs. Il sera d’autant plus respectueux de l’environnement et renouvelable s’il peut être généré directement à partir de la lumière du soleil. Et, l’un des moyens biologiques de fabriquer de l’hydrogène à partir de l’énergie solaire reste l’utilisation de micro-organismes dits photosynthétiques.

La photosynthèse scinde l’eau en deux éléments : les ions d’hydrogène (H+) et les électrons (e-). Ceux-ci peuvent être combinés en hydrogène gazeux, (H2), g^race à l’utilisation d’enzymes spécifiques appelés hydrogénases. Ce processus se produit dans les algues vertes et les cyanobactéries, qui possèdent la capacité de capter l’énergie du soleil à travers la photosynthèse et de produire de l’hydrogène grâce à leur propre métabolisme.

Le fait que les algues vertes soient en mesure de produire de l’hydrogène sous certaines conditions est connu et étudié depuis environ 15 ans. Mais le faible rendement de conversion reste un problème, lorsque la quantité d’énergie absorbée par les algues est transformée en hydrogène. Une enzyme ayant la capacité d’utiliser la lumière du soleil pour décomposer l’eau en électrons, en ions d’hydrogène et en oxygène se nomme Photosystème II (PSII). Plusieurs études ont montré que dans des conditions particulières, certains électrons de l’enzyme sont capables de produire de l’hydrogène gazeux. Mais d’autres recherches ont montré que l’hydrogène gazeux tirait son énergie du métabolisme même des algues vertes. Cela signifie qu’il ne s’agirait pas d’une question de production directe d’hydrogène à partir de la lumière du soleil, et que les algues vertes ne seraient pas plus efficaces que les cultures énergétiques.

Un groupe de chercheurs de l’Université d’Uppsala, dirigé par les professeurs Fikret Mamedov et Stenbjörn Styring, a réalisé une découverte qui change le point de vue de la production d’hydrogène à partir d’algues vertes. Il a étudié dans le détail comment le PSII fonctionnait sur 2 souches différentes d’algues vertes : Chlamydomonas reinhardtii. En mesurant précisément la quantité et l’activité du PSII dans des conditions différentes – affectant la production d’hydrogène – les scientifiques ont constaté qu’une quantité considérable de l’énergie absorbée par le PSII était directement convertit en hydrogène.

"Jusqu’à 80% des électrons que les hydrogénases ont besoin, proviennent du PSII, soit beaucoup plus que de ce que l’on croyait auparavant. Cela signifie qu’une grande partie de la production d’hydrogène est générée directement par l’énergie solaire. Cette découverte nous donne l’espoir qu’à l’avenir il sera possible de contrôler les algues vertes de sorte que les rendements deviennent nettement supérieurs à ceux obtenus actuellement" a expliqué le professeur Stenbjörn Styring.

** L’étude a été publiée dans la revue PNAS.