Biocarburants : du nouveau grâce aux champignons

©Inra, champignon Pycnoporus (appelé aussi pourriture blanche du bois) 

Après la production d’éthanol à partir de sucre de canne, de betterave ou d’amidon de blé… la deuxième génération de biocarburants se développe. Plus prometteuse, la filière de production d’éthanol à partir de résidus et de déchets végétaux peut être améliorée avec l’action de champignons. Le laboratoire INRA-Universités Marseille I et II «Biotechnologie des Champignons Filamenteux » étudie ce sujet.

« Peu de laboratoires en France travaillent sur les champignons, alors que les applications sont très larges au niveau industriel » remarque Marcel Asther, directeur du laboratoire. Son unité mène des recherches sur les champignons filamenteux - qui dégradent le bois dans la nature-, depuis 1993. Trois actions sont traitées : la biodiversité et la sexualité des champignons filamenteux, le modelage des génômes, et les champignons à l’échelle pré-industrielle. L’une des applications industrielles est la production de biocarburant. Les recherches sont, d’ailleurs, intégrées dans le programme européen NILE (New Improvment for Lignocellulosic Ethanol). Ce projet  doit développer un nouveau procédé de production de bioéthanol, « économiquement viable ».
L’utilisation d’enzymes, secrétées par les champignons filamenteux, va permettre de transformer de la paille, du bois, ou des déchets urbains verts, en bioéthanol. Les enzymes sont des protéines qui découpent des molécules complexes en molécules simples. Les végétaux sont composés essentiellement de lignine, de cellulose et d’hémicellulose. L’ensemble est appelé lignocellulose. Le bioéthanol est produit à partir de cellulose et d’hémicellulose, c’est-à-dire d’enchaînement de sucres qui représentent « la charpente des végétaux». La lignine, elle, constitue « le ciment des végétaux », explique Marcel Asther. Elle forme une matrice protectrice autour des deux autres composés.

Des résidus végétaux au biocarburant : un procédé en trois étapes

Tout d’abord, il faut rendre la cellulose accessible en éliminant la lignine. Le laboratoire étudie, donc, l’attaque de la lignine par le champignon Pycnoporus cinnabarinus, appelé aussi « pourriture blanche du bois » (photo). Il produit des enzymes très efficaces pour dégrader la lignine. Ensuite, un autre champignon, Trichoderma reesei (découvert en forêt tropicale humide) va dégrader la cellulose en sucres simples, grâce à ses enzymes. Enfin, ces sucres vont être fermentés en éthanol. L’éthanol est purifié pour être utilisé par les voitures. 235 L d’éthanol peuvent être produits par tonne de paille de blé digérée par les champignons.
Les deux premières étapes (passage de la biomasse végétale en sucres convertibles en éthanol) coûtent la moitié du prix de la production. On peut diminuer les coûts grâce aux champignons, et ainsi développer « une filière d’avenir ». Les champignons sont facilement cultivés dans des enceintes de grande taille (photo). En outre, les champignons filamenteux peuvent devenir encore plus efficaces pour produire du biocarburant. Ainsi, le laboratoire développe des techniques pour que les champignons produisent, en plus, d’autres enzymes. Soient de nouvelles enzymes « fabriquées » par génie génétique, soient des enzymes déjà existantes dans des champignons exotiques ramenés lors de collecte en forêt tropicale humide.

  Culture de champignons filamenteux en bioréacteur

L’avantage par rapport aux biocarburants de première génération est triple : « les matières premières sont abondantes, peu coûteuses, et le bilan énergétique est meilleur que la plupart des biocarburants de première génération», souligne le directeur du laboratoire.
D’autre part, la Directive européenne recommande l’introduction de 5.75% de biocarburant dans l’essence en 2010. L’éthanol devrait représenter l’essentiel de ces biocarburants. Le gouvernement est près à défiscaliser les biocarburants, le prix pourrait être inférieur à 50 cts/L. Intéressant dans le contexte actuel d’augmentation des cours du pétrole…
En plus, en considérant la filière dans sa globalité, les émissions de gaz à effet de serre seront diminuées de 60 à 80 % par rapport aux émissions d’essence. « Le bioéthanol est incontournable pour limiter l’effet de serre » affirme Marcel Asther.