Des épinards au biocarburant : n'y aurait-il qu'un pas à franchir ? (©photo)
Popeye, un personnage de fiction visionnaire ? Lorsque le célèbre marin est en difficulté dans le dessin animé éponyme, les épinards lui apportent une source intarissable d’énergie. Ce mythe pourrait laisser la place à une valorisation bien réelle de ce légume : les épinards pourraient permettre de synthétiser des biocarburants solaires prometteurs.
Le Graal de la photosynthèse artificielle
Contrairement à une idée largement répandue, la teneur en fer dans les épinards n’est pas très élevée et notamment bien plus faible que dans les légumes secs (lentilles, pois chiches, etc.). En revanche, des scientifiques de l’Université américaine de Purdue (Indiana), associés à des équipes de chercheurs de 17 autres institutions, voient dans cet aliment un objet d’étude privilégié : ils étudient les protéines contenues dans les épinards qui sont impliquées dans le phénomène de photosynthèse.
Pour rappel, l’existence des écosystèmes de la planète dépend de ces réactions de photosynthèse par lesquelles les plantes et les bactéries utilisent naturellement la lumière du soleil pour fournir les conditions indispensables à la vie (énergie, oxygène, composés carbonés). De nombreux scientifiques cherchent à recréer ce phénomène de façon artificielle. Il pourrait en particulier permettre de convertir l’énergie solaire en carburants écologique à base d’hydrogène.
Une source potentielle d’énergie considérable
Les chercheurs de l’Université de Purdue mettent en avant l’efficacité des protéines observées : celles-ci convertissent l’énergie solaire en énergie chimique avec une efficacité de près de 60%. Pour mener leur expérience, les scientifiques ont extrait un ensemble de protéines, baptisé « Photosystem II » à partir d’épinards achetés au supermarché. Le seul fait d’isoler ces protéines nécessite 2 jours de manipulation dans un environnement frais et sans lumière.
Un laser de grande puissance, baptisé LCLS, est ensuite employé pour exciter les protéines isolées. Des techniques innovantes de cristallographie et de résonance paramagnétique électronique (RPE) sont utilisées pour observer l’évolution de ces protéines sous l’effet de la source lumineuse. Le laser émet des impulsions extrêmement courtes, de l’ordre de la femtosconde (10-15 seconde), afin d’avoir une observation la plus fine possible. In fine, cette dernière doit permettre de mieux comprendre Les différentes étapes de la photosynthèse et de pouvoir recréer ce processus de façon artificielle dans le futur.
La recherche de catalyseurs « bio-inspirés » pour reproduire une photosynthèse et générer de l’hydrogène est un enjeu scientifique majeur. A titre indicatif, il est estimé que la photosynthèse absorbe environ 0,5% de l’énergie solaire non réfléchie, ce qui représente l’équivalent de 35 fois la consommation mondiale d’énergie.
